热能动力工程

作者：马翼,洪沛然,吕小静,翁一武

单位：上海交通大学,,上海交通大学,,上海交通大学,,上海交通大学,

关键词：氨裂解制氢;裂解/催化燃烧一体器;船舶动力系统;固体氧化物燃料电池;变工况性能

基金：国家自然科学基金面上项目：No: 52176013; 国家重大科技专项基础研究类: No: J2019-I-0012-0012.

针对未来船舶发电系统紧凑、无碳化的发展要求,本文提出一种新型肋片式氨裂解制氢/催化燃烧一体器,基于此设计高效紧凑的氨燃料船舶固体氧化物燃料电池发电系统,并构建其详细的数学模型进行理论分析与实验验证,同时研究了系统变工况下发电特性与参数影响规律。结果表明,所设计的系统输出功率96 kW且效率为57.92%,满足目标船舶负载要求。变工况下阳极尾气循环比例影响最大,当循环比例从0增大到10%时电压升高0.08V,其次氨氧比,当其值从0.31增大到0.53时电压升高了0.04V,燃料利用率影响最小。从发电系统中400℃~750℃的热环境氨制氢实验特性表明,当温度大于678℃时可实现100%制氢,不仅验证了模型可行性,也为发电系统氨裂解制氢参数调节提供支撑。研究结果为船舶绿色发电系统提供理论基础。

来源：2024年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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