معرفی و بررسی عملکرد ترکیب جدید پیل سوختی و توربین گازی

با توجه به معضل انرژی در جهان امروز، استفاده از روش‌های جدید تبدیل انرژی مثل واکنش‌های الکتروشیمیایی برای تبدیل مستقیم سوخت به انرژی الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. پیل‌های سوختی تجهیزاتی هستند که به این منظور طراحی شده اند. پیل سوختی اکسید جامد یک پیل سوختی دما بالاست که توجه محققان را به خود جلب کرده است. پژوهش حاضر امکان ترکیب دو پیل سوختی اکسید جامد به صورت سری را با یک توربین گازی برای تولید توان مورد بررسی قرار داده است. شرایط عملکردی سیستم به کمک معادلات ترمودینامیکی و موازنه‌های انرژی و اگزرژی و با استفاده از نرم‌افزار ees مطالعه شده است. تاثیر ضریب مصرف سوخت و چگالی جریان هر دو پیل روی بازده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد بین ضریب مصرف سوخت پیل‌ها و بازده عملکردی سیستم رابطه‌ای مستقیم وجود دارد به طوریکه افزایش ضریب مصرف سوخت پیل2 از 6/0 تا 9/0، در یک ضریب مصرف سوخت ثابت 6/0 برای پیل 1، بازده سیستم را تقریباً 16% افزایش می‌دهد. همچنین بررسی‌ها روی تاثیر چگالی جریان بر بازده نشان می‌دهد که هرچند با افزایش چگالی جریان پیل1 در محدوده مشخصی، بازده سیستم کاهش می‌یابد اما تاثیر چگالی جریان پیل2 تاثیری مستقیم نیست و باعث ایجاد نقطه بیشینه در نمودار آن می‌شود. در پایان، بازده انرژی محاسبه شده برای این سیستم 93/63% و کل نابودی اگزرژی آن 1/384 کیلووات است.