تحلیل زیست‌محیطی وترمودینامیکی یک سیستم نوین تولید همزمان هیدروژن- به عنوان سوختی پاک- ، گرما و توان بر پایه ریفرمینگ بخارآب با بهره‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر

در این تحقیق، یک سیستم جدید برای تولید هم‌زمان هیدروژن به عنوان سوختی پاک و سبز‌، توان و گرما معرفی و تحلیل شده است. در این سیستم، ریفرمینگ متان با بخار آب (smr) به‌عنوان فرآیند اصلی تولید هیدروژن در نظر گرفته شده است. از آنجا که واکنش ریفرمینگ گرماگیر است، گرمای مورد نیاز آن از طریق احتراق بیوگاز، به‌عنوان یک منبع تجدیدپذیر در دسترس و کم‌کربن، تامین می‌گردد. به‌منظور افزایش بازدهی و بهره‌برداری حداکثری از انرژی، محصولات احتراق وارد یک چرخه‌ی برایتون بازتراکمی با سیال عامل دی‌اکسید کربن فوق بحرانی (sco₂) شده و بدین ترتیب توان الکتریکی تولید می‌گردد. تحلیل زیست محیطی و ترمودینامیکی بر روی سیستم انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که سیستم پیشنهادی قادر به دستیابی به بازده انرژی و اگزرژی بالا به ترتیب برابر با 96/84% و 89/59 % بوده و نرخ تولید هیدروژن آن 35/1 تن بر ساعت می‌باشد. همچنین شاخص انتشاردی‌اکسید کربن 136/0 کیلوگرم بر کیلووات‌ساعت به‌دست آمده که نشان‌دهنده‌ی عملکرد زیست‌محیطی مطلوب سیستم است. تحلیل پارامتری نشان می‌دهد که افزایش نسبت بخار به کربن (s/c) و دمای ریفرمینگ باعث افزایش میزان تولید هیدروژن می‌شود، اما در عین حال، توان خالص خروجی کاهش می‌یابد و همچنین افزایش این دو پارمتر باعث افزایش شاخص انتشار دی‌اکسید کربن (ζ) می شود. این نتایج، کارایی بالای سیستم پیشنهادی را در تلفیق منابع تجدیدپذیر، فرآیندهای شیمیایی و بازیافت حرارتی اثبات نموده و آن را به راهکاری قابل اتکا برای توسعه آینده سیستم های انرژی چندمنظوره با تولید سوخت پاک و کم کربن مبدل می گرداند.