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混合動力汽車乙醇蒸氣轉(zhuǎn)化能量分析

乙醇相比傳統(tǒng)的化石燃料，在應(yīng)用于交通領(lǐng)域時有著較為明顯的優(yōu)勢（如可再生性），可提高農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟效益，以及改善能源供給的安全性。由于乙醇燃燒所需的流程與化石燃料相同，所以其不需要增加昂貴的新設(shè)施。對于車載乙醇重整系統(tǒng)來說，主要需要考慮的問題是供給到燃料電池堆的氣體已經(jīng)不是純凈的氣體，而是由H2、一氧化碳和CO2以及一些其它成分的混合氣體。與燃料電池的情況相比，這種混合氣的組成成分對于內(nèi)燃機來說非常理想，但車載重整器不能夠在較寬的發(fā)動機操作工況下高效地運行，尤其是在瞬態(tài)模式以及冷起動條件下。而在混合驅(qū)動系統(tǒng)情況下，由于有附加能量，因此上述問題能夠被比較好地解決。

使用吉布斯自由能最小化方法研究了乙醇蒸氣重整的熱力學(xué)平衡問題。利用Chem-CAD軟件，仿真乙醇蒸氣重整的反應(yīng)路徑，同時也對反應(yīng)物的比例和反應(yīng)環(huán)境進行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，以獲得乙醇蒸氣重整產(chǎn)品的組分，這種物質(zhì)將比較適宜作為內(nèi)燃機的燃料。分析了溫度和水與乙醇的摩爾比對內(nèi)燃機產(chǎn)生的影響。用數(shù)值分析來分析內(nèi)燃機乙醇蒸氣重整的能量性能。在高溫條件下，乙醇蒸氣重整的實現(xiàn)使得整個過程的效率有所提高。所獲得的最優(yōu)條件是，溫度為1100K，水與乙醇的摩爾比為1.2。

刊名：International Journal of Energy Research（英）

刊期：2013年第10期

作者：L.Tartakovsky et al

編譯：王也