توضیحات
ABSTRACT
Considering the effects of unpredictable disturbances, a robustness criterion is newly proposed to develop an integrated evaluation with modified efficiency criterion, for comprehensive assessments of energy conversion performances in direct methanol fuel cells. The effectiveness of developed criteria in various situations (including some extreme operating conditions) has been carefully analyzed based on both experimental and numerical results. For undisturbed operations, the modified efficiency criterion could help to avoid potential misinterpretations of energy conversion process in existing criteria. For disturbed operations, the robustness criterion concerning the effects of uncertainty propagations is shown to be an effective guidance for the determination of appropriate operating current densities to design efficiency-stabilized operations. Systematic analysis on its applications in different situations proves that, the integrated efficiency and robustness evaluations can effectively differentiate the effects of operating conditions and membrane types, which is highly beneficial for one’s optimal designs of stable and efficient DMFC operations.
INTRODUCTION
Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) is regarded as a prosperous power source for mobile applications attributing to its features of easy handling, rapid charge and high energy density, etc.. Lots of efforts have been carried out to improve the DMFC performance for accelerating its commercialization during the past decades , such as the optimization of cell structure the improvement of catalyst loading and the amelioration of fuel delivery system . In one’s evaluations of those performance-enhanced techniques, how to determine an effective criterion for DMFC operations can be an important problem and therefore deserves further discussions . A widely applied assessment of DMFC performance is the relationship of current density (I) and voltage (V) or power density (P), i.e., I-V or I-P curves. Coming very naturally from their definitions, the polarization effects and the output characteristics of DMFC systems can be well depicted .However, the I-V and I-P curves mainly concentrate on the system output, rather than the energy conversion process. Under different hypotheses, several criteria were proposed to assess the energy conversion efficiency during the past decade . One of the main criteria considers the fact that the energy conversion efficiency is highly relevant with the fuel waste (i.e., methanol crossover effect).
چکیده
با توجه به اثرات اختلالات غیر قابل پیش بینی، برای ارزیابی جامع از عملکرد تبدیل انرژی در سلول های سوخت متانول، یک معیار قوی برای پیش بینی ارزیابی یکپارچه با معیار کارایی اصلاح شده ارائه شده است. اثربخشی معیارهای توسعه یافته در شرایط مختلف (از جمله برخی از شرایط عملیاتی شدید) با دقت بر اساس نتایج تجربی و عددی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای عملیات دست نخورده، معیار بازده اصلاح شده می تواند به جلوگیری از سوء تفاهم بالقوه فرایند تبدیل انرژی در معیارهای موجود کمک کند. برای عملیات های مختلط، معیار نیرومندی در مورد اثرات انتشار های عدم اطمینان نشان داده شده است که یک راهنمایی موثر برای تعیین تراکم جریان فعلی مناسب برای طراحی عملیات با ثبات بهره وری است. تجزیه و تحلیل سیستماتیک در مورد کاربرد آن در موقعیت های مختلف ثابت می کند که ارزیابی یکپارچه کارآیی و استحکام می تواند اثرات شرایط عملیاتی و انواع غشا را به طور موثر تفاوتی نشان دهد، که برای طرح های مطلوب عملیات پایدار و کارآمد DMFC بسیار مفید است.
مقدمه
سلول سوختی متانول مستقیم (DMFC) به عنوان یک منبع انرژی موفق برای برنامه های کاربردی تلفن همراه به ویژگی های آن در مدیریت آسان، بار سریع و چگالی انرژی بالا و غیره در نظر گرفته شده است. تلاش های زیادی برای بهبود عملکرد DMFC برای سرعت بخشیدن به آن انجام شده است. تجارتی در دهه های گذشته، از قبیل بهینه سازی ساختار سلول، بهبود بارگذاری کاتالیست و بهبود سیستم سوخت رسانی سوخت. در ارزیابی یکی از این تکنیک های بهبود عملکرد، چگونگی تعیین یک معیار موثر برای عملیات DMFC می تواند یک مشکل مهم باشد و از این رو مستلزم بحث بیشتر است. یک ارزیابی به طور گسترده ای از عملکرد DMFC رابطه چگالی جریان (I) و ولتاژ (V) یا چگالی قدرت (P)، یعنی منحنی I-V یا I-P است. به طور طبیعی از تعاریف خود استفاده می شود، اثرات قطبی شدن و ویژگی های خروجی سیستم های DMFC را می توان به خوبی شرح داد. با این حال، منحنی های I-V و I-P عمدتا بر خروجی سیستم تمرکز می کنند، نه فرایند تبدیل انرژی. بر اساس فرضیه های مختلف، برای ارزیابی راندمان تبدیل انرژی در دهه گذشته، معیارهای متعددی پیشنهاد شده است. یکی از معیارهای اصلی، این واقعیت است که بازده تبدیل انرژی به شدت مربوط به ضایعات سوختی (یعنی اثر متقابل متانول) است.
Year: 2019
Publisher : ELSEVIER
By : Qin-Wen Yang, Xu-Qu Hu, Ying Zhu, Xiu-Cheng Lei, Biao Yu, Sheng-Cheng Ji
File Information: English Language/ 11 Page / size: 823 KB
سال : 1398
ناشر : ELSEVIER
کاری از : چین ون یانگ، Xu-Qu Hu، یینگ زو، Xiu-Cheng Lei، Biao Yu، Sheng-Cheng Ji
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 11 صفحه / حجم : KB 823
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.