碱性燃料电池-温差热电制冷混合系统的性能分析

摘要

建立了由碱性燃料电池(alkaline fuel cell,AFC)、热电发电器、热电制冷器和一组板翅式热交换器组成的混合系统模型.考虑系统的电化学和热力学不可逆性损失,导出了混合系统的等效输出功率和效率的表达式,确定了燃料电池电流密度的优化区间,讨论了工作压力、工作温度、热电元件数量、热电元件传热系数、板翅式热交换器传热系数对混合系统的等效输出功率和效率的影响.结果 表明,混合系统的最大输出功率密度及对应的效率,相比单独的碱性燃料电池分别提高了7.56％和6.40％,相比无板翅式热交换器时分别提高了7.55％和8.04％.所得结果可为碱性燃料电池-温差热电制冷混合系统的优化设计提供理论依据.