Characteristics of a Solid Oxide Fuel Cell for the Thermodynamic Modeling of Power Plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The thermodynamic characteristics of the electrochemical process in a solid oxide fuel cell (SOFC) are determined using a physical model that takes into account the internal reforming of methane. These characteristics can be a useful tool for studying the thermodynamic cycles of power plants without calculating the physical processes in the fuel cell. The initial data when using them are the load factor and the specific surface resistance of the membrane-electrode assembly.

About the authors

A. Z. Zhuk

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Email: peter-p-ivanov@yandex.ru
Moscow, Russia

P. P. Ivanov

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: peter-p-ivanov@yandex.ru
Moscow, Russia

References

  1. Zhang X., Chan S.H., Li G., Hob H.K., Li J., Feng Z. A Review of Integration Strategies for Solid Oxide Fuel Cells // Journal of Power Sources. 2010. V. 195. P. 685.
  2. Glenk G., Reichelstein S. Reversible Power-to-gas Systems for Energy Conversion and Storage // Nature Commun. 2022. V. 13. 2010.
  3. Elharati M.A., Dewa M., Bkour Q., Hussain A.M., Miura Y., Dong S., Fukuyama Y., Dale N., Marin-Flores O.G., Ha S. Internal Reforming SOFC System Operating under Direct Ethanol Feed Condition // Energy Technology. 2020. V. 8. № 9. 2000350.
  4. Singh P., Hu B. Advanced Anode for Internal Reforming and Thermal Management in Solid Oxide Fuel Cells. Final Report, DE-FE-0031182. University of Connecticut, 2020.
  5. Dokmaingam P., Irvine J.T.S., Assabumrungrat S., Charojrochkul S., Laosiripojana N. Modeling of IT-SOFC with Indirect Internal Reforming Operation Fueled by Methane: Effect of Oxygen Adding as Autothermal Reforming // Int. J. Hydrogen Energy. 2010. V. 35. P. 13271.
  6. Иванов П.П. Термодинамическое моделирование энергетических установок с твердооксидным топливным элементом // ТВТ. 2011. Т. 49. № 4. С. 627.
  7. Hussain M.M., Li X., Dincer I. Mathematical Modeling of Planar Solid Oxide Fuel Cells // J. Power Sources. 2006. V. 161. P. 1012.
  8. Hussain M.M., Li X., Dincer I. A General Electrolyte-electrode-assembly Model for the Performance Characteristics of Planar Anode-supported Solid Oxide Fuel Cells // J. Power Sources. 2009. V. 189. P. 916.
  9. Zhu H., Kee R.J., Janardhanan V.M. et al. Modeling Elementary Heterogeneous Chemistry and Electrochemistry in Solid Oxide Fuel Cells // J. Electrochem. Soc. 2005. V. 152. P. A2427.
  10. Suwanwarangkul R., Croiset E., Entchev E. et al. Experimental and Modeling Study of Solid Oxide Fuel Cell Operating with Syngas Fuel // J. Power Sources. 2006. V. 161. P. 308.
  11. Sunde S. Simulations of Composite Electrodes in Fuel Cells // J. Electroceramics. 2000. V. 5(2). P. 153.
  12. Jiang Y., Virkar A.V. Fuel Composition and Diluent Effect on Gas Transport and Performance of Anode-Supported SOFCs // J. Electrochem. Soc. 2003. V. 150. P. A942.
  13. Жук А.З., Иванов П.П., Киселева Е.А. Моделирование электрохимического преобразования химической энергии биотоплива в электричество // ТВТ. 2020. Т. 58. № 2. С. 300.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (22KB)
3.

Download (38KB)
4.

Download (32KB)
5.

Download (33KB)

Copyright (c) 2023 А.З. Жук, П.П. Иванов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».