基于硫碘循環(huán)的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、熱化學硫碘(SI)循環(huán)是一種高效、經(jīng)濟、無污染的大規(guī)模制氫方法。研究表明，它是最有前途的制氫方法之一。
　　 熱化學硫碘循環(huán)包括三個反應：本征(Bunsen)反應、HI分解反應和硫酸分解反應。我們研究了影響硫碘循環(huán)的關(guān)鍵問題：本征反應平衡時液-液相(LLE)分離；反應物比例、溫度、壓力對本征反應的影響；溫度、壓力、膜反應器和水的存在對碘化氫分解熱力學平衡狀態(tài)的影響以及磷酸萃取提純HI的效果。在此基礎(chǔ)上，提出了本征反應最佳的工作條

2、件：常壓條件下，溫度為80℃，碘摩爾分數(shù)為0.45。在此條件下操作能夠有效避免發(fā)生副反應和碘凝固。硫碘循環(huán)中最困難的是碘化氫，碘和水混合物的分離，我們使用磷酸萃取蒸餾HIx共沸物的方法，實驗表明，當磷酸濃度為68.6wt％時，效果最好；溫度的升高對萃取過程有一定促進作用，最佳實驗溫度為80℃。利用Factsage模擬HI分解反應，分別模擬在有水蒸氣存在和膜分離的情況下HI平衡分解率。結(jié)果表明，當溫度高于500℃，水蒸氣可以促進HI分解；

3、通過膜分離技術(shù)，HI平衡分解率可達到77.1%，壓力對反應無明顯影響。
　　 質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)發(fā)展速度非常快。它具有工作溫度低、啟動快、無污染、功率密度大、可大批量生產(chǎn)等特點。本文通過利用Matlab/Simulink建立質(zhì)子交換膜燃料電池穩(wěn)態(tài)模型，研究反應氣體的壓力、溫度和相對濕度等參數(shù)對電池特性的影響。發(fā)現(xiàn)增大電極工作壓力，升高電極溫度，提高溫度保持反應氣體干燥性等方法可以提高電池性能和電池效率；但隨著工作電