混合动力汽车乙醇蒸气转化能量分析



混合动力汽车乙醇蒸气转化能量分析

乙醇相比传统的化石燃料，在应用于交通领域时有着较为明显的优势（如可再生性），可提高农村地区的经济效益，以及改善能源供给的安全性。由于乙醇燃烧所需的流程与化石燃料相同，所以其不需要增加昂贵的新设施。对于车载乙醇重整系统来说，主要需要考虑的问题是供给到燃料电池堆的气体已经不是纯净的气体，而是由H2、一氧化碳和CO2以及一些其它成分的混合气体。与燃料电池的情况相比，这种混合气的组成成分对于内燃机来说非常理想，但车载重整器不能够在较宽的发动机操作工况下高效地运行，尤其是在瞬态模式以及冷起动条件下。而在混合驱动系统情况下，由于有附加能量，因此上述问题能够被比较好地解决。

使用吉布斯自由能最小化方法研究了乙醇蒸气重整的热力学平衡问题。利用Chem-CAD软件，仿真乙醇蒸气重整的反应路径，同时也对反应物的比例和反应环境进行适当的优化，以获得乙醇蒸气重整产品的组分，这种物质将比较适宜作为内燃机的燃料。分析了温度和水与乙醇的摩尔比对内燃机产生的影响。用数值分析来分析内燃机乙醇蒸气重整的能量性能。在高温条件下，乙醇蒸气重整的实现使得整个过程的效率有所提高。所获得的最优条件是，温度为1100K，水与乙醇的摩尔比为1.2。

刊名：International Journal of Energy Research（英）

刊期：2013年第10期

作者：L.Tartakovsky et al

编译：王也