基于硫碘循環(huán)的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、熱化學(xué)硫碘(SI)循環(huán)是一種高效、經(jīng)濟(jì)、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(xué)硫碘循環(huán)包括三個(gè)反應(yīng)：本征(Bunsen)反應(yīng)、HI分解反應(yīng)和硫酸分解反應(yīng)。我們研究了影響硫碘循環(huán)的關(guān)鍵問題：本征反應(yīng)平衡時(shí)液-液相(LLE)分離；反應(yīng)物比例、溫度、壓力對(duì)本征反應(yīng)的影響；溫度、壓力、膜反應(yīng)器和水的存在對(duì)碘化氫分解熱力學(xué)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(yīng)最佳的工作條

2、件：常壓條件下，溫度為80℃，碘摩爾分?jǐn)?shù)為0.45。在此條件下操作能夠有效避免發(fā)生副反應(yīng)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(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磷酸濃度為68.6wt％時(shí)，效果最好；溫度的升高對(duì)萃取過程有一定促進(jìn)作用，最佳實(shí)驗(yàn)溫度為80℃。利用Factsage模擬HI分解反應(yīng)，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(dāng)溫度高于500℃，水蒸氣可以促進(jìn)HI分解；

3、通過膜分離技術(shù)，HI平衡分解率可達(dá)到77.1%，壓力對(duì)反應(yīng)無明顯影響。
　　 質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)發(fā)展速度非?？?。它具有工作溫度低、啟動(dòng)快、無污染、功率密度大、可大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。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(yīng)氣體的壓力、溫度和相對(duì)濕度等參數(shù)對(duì)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(yīng)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