基于温差发电的磷酸盐燃料电池余热利用

摘要

现有燃料电池与半导体耦合系统的研究中,为了方便计算,通常会忽略汤姆逊效应的存在,影响结果的精确性。以磷酸盐燃料电池(Phosphoric acid fuel cell,PAFC)与双级半导体热电发电器耦合的系统为研究对象,综合考虑汤姆逊效应、PAFC以及半导体的主要不可逆损失,推导出混合系统的功率、能量效率和效率表达式,探究燃料电池的工作温度、工作压力和热电元件对数对混合系统性能的影响,分析汤姆逊效应对混合系统性能的影响。结果表明,汤姆逊效应降低了混合系统的最大功率密度及其对应的能量效率和效率,降低比例分别是5.04%、1.21%和1.37%。考虑汤姆逊效应所得结果可为进一步探究PAFC与半导体热电发电器的混合系统性能提供理论依据。