氨-氢-电混合发电系统

氨分解低温化提升能效

将氨分解、质子交换膜燃料电池与微型燃气轮机进行热化学回热集成,通过两种改进策略缓解氨分解温度对系统能效的制约,提升对催化剂工作温度的适应性。

林立 · Mingwei, Sun · 吴一凡 · 黄文师 · Zeyun, Wu · 王大彪 · 方辉煌 · 陈崇启 · 罗宇 · Qing, Zhang · 江莉龙

Energy Conversion and Management 2025

参数信息

系统能效
33.5 %
系统能效(策略一)
40 %
系统能效(策略二)
44 %

技术优势

低温分解能效更高

将氨分解温度从 500 °C 降至 350 °C,系统能效从 33.5% 提高到 43.2%,因为低温下热化学回热更好地利用了余热。

能效与分解温度脱钩

通过两种改进集成策略,即使分解温度在 500 °C 或 350 °C 时,系统能效仍能分别维持在约 40% 和 44%,显示出对分解温度变化的良好适应性。

废热利用更充分

将部分氨与 PEMFC 阳极排气混合后通入微型燃气轮机燃烧,既降低了氨分解需求,又更有效地利用了燃气轮机的废热。

系统效率损失降低

将氨分解反应器与微型燃气轮机燃烧室集成,可以降低排气温度,从而在使用高温氨分解催化剂时减少效率损失。

应用场景