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利用光伏、光催化和热化学耦合的混合制氢系统实现高效全光谱太阳能收集
Hybrid hydrogen production system utilizing photovoltaics, photocatalysis, and thermochemistry for effective full-spectrum solar energy harvesting
Pei Li · Rujing Yan · Jing Zhang · Mou Wu 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 将太阳能转化为氢气为解决太阳能发电的间歇性问题并实现长期能量存储提供了一种有前景的解决方案。然而，当前基于光伏、光催化和热化学过程的制氢方法通常未能充分考虑太阳光谱中不同波段能量品质的差异，从而限制了其能量转换效率。针对这一问题，本文提出一种创新性的高效率制氢方法，通过集成上述三种技术路径，并优化太阳光谱能量的梯级利用。该方法将太阳光按紫外、可见光和红外波段进行分谱，分别驱动光热催化、光伏电解水以及甲醇重整反应，同时结合废热回收以进一步提升系统整体能效。为评估系统性能，建立了全面的运行仿真...
解读: 该全光谱制氢技术对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要启示。其光伏电解水部分可与SG系列逆变器及ST系列PCS深度耦合,通过MPPT优化提升光电转化效率;系统40.20%的太阳能制氢效率和68.01%的能源效率为我司PowerTitan储能系统与制氢装置的协同设计提供参考;光谱分级利用思路可应用于i...
电化学介导的二氧化碳捕集与压缩集成系统的理论与实验验证
Theoretical and experimental validation of an electrochemical-mediated integrated system for CO2 capture and compression
Yuanhao Mao · Huifeng Fan · Sayd Sultan · Yunsong Yu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 二氧化碳的捕集与压缩过程是碳捕集与封存（CCS）过程中能耗最高的环节，现有研究通常将这两个阶段独立处理。将CO2捕集与压缩过程进行集成，是有效减小压缩机尺寸并降低CCS全过程总能耗的一种可行途径。近年来发展的电化学介导胺再生（EMAR）技术，由于其电化学反应与铜-胺络合反应提供的强驱动力，为实现这一集成提供了有前景的技术路径。本文提出了一种电化学介导的CO2捕集与压缩集成系统，并从理论和实验两方面验证了其在加压条件下的运行性能。建立了热力学模型以分析系统的能量性能，同时设计了 bench-...
解读: 该电化学介导CO2捕集压缩集成技术为阳光电源储能系统提供重要启示。其能量优化路径设计理念可应用于ST系列PCS的多级能量管理策略,通过压力-电压协同控制降低系统能耗。电化学反应的强驱动力特性与PowerTitan储能系统的功率调节技术存在协同潜力,可优化充放电过程的能量转换效率。该集成化设计思路对阳...
结合氨分解、质子交换膜燃料电池与微型燃气轮机的高效氨燃料混合发电系统：热力学模型与性能优化
High-efficiency ammonia-fueled hybrid power generation system combining ammonia decomposition, proton exchange membrane fuel cell and micro gas turbine: A thermodynamic model and performance optimization
Li Linabc1 · Mingwei Sunac1 · Yifan Wu · Wenshi Huang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 作为一种具有液化储存和运输优势的无碳氢（H₂）载体，氨（NH₃）被视为用于氢气生产和发电的一种有竞争力的清洁能源载体。本文设计了一种新型以氨为燃料的混合发电系统，该系统将氨分解反应器（ADR）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）和微型燃气轮机（MGT）相结合，并采用热化学余热回收技术用于ADR。建立了系统级的热力学模型，以评估不同优化策略下的系统性能。模型计算结果表明，将氨分解温度从500 °C降低至350 °C，可使能量效率从33.5%提升至43.2%，因此提出了两种改进的集成策略。将部分...
解读: 该氨燃料混合发电系统对阳光电源氢能储能方向具有前瞻价值。其PEMFC与微燃机耦合架构可借鉴至ST储能系统的冷热电三联供场景,通过热化学回收提升能效至44%的思路,可启发PowerTitan储能电站集成燃料电池的热管理优化。氨作为零碳储氢载体的液化运输优势,契合大规模储能调峰需求。系统级热力学建模方法...