RESUMO As células de combustível de membrana de troca protônica (PEMFCs) têm mostrado grande potencial de aplicação no campo da geração de energia limpa com zero carbono. O calor residual de baixa qualidade das células de combustível pode ser melhorado através de bombas de calor a vapor de alta temperatura (HTSHPs) para gerar vapor, que pode atender à demanda dual de eletricidade e calor. Este artigo propõe um sistema de acoplamento de PEMFC e HTSHP para co-fornecimento de energia a vapor na área industrial. Os modelos matemáticos e modelos de processo do subsistema PEMFC e do subsistema HTSHP são estabelecidos, alcançando assim o acoplamento termodinâmico dos dois subsistemas. Os padrões de influência dos parâmetros operacionais (como a temperatura e pressão de operação da PEMFC, a temperatura de condensação da HTSHP, etc.) nos parâmetros de saída do sistema acoplado (como a energia elétrica líquida de saída do sistema, a energia térmica líquida de saída do sistema, a produção de vapor, etc.) foram estudados. Os resultados demonstram que a eficiência energética total do sistema de acoplamento PEMFC‐HTSHP é de 85,17%, que é significativamente melhorada em comparação com a eficiência elétrica de 39,12% do conjunto PEMFC. As descobertas indicam que aumentar a temperatura e pressão de operação da PEMFC ou reduzir a temperatura de vapor alvo e a temperatura de condensação da HTSHP melhora a saída elétrica e a eficiência energética geral do sistema acoplado. Esses insights oferecem orientações teóricas e práticas valiosas para otimizar a utilização de recursos de energia limpa.
Wang et al. (Sex,) estudaram esta questão.