Efficiency analyses of ethanol-fueled solid oxide fuel cell power system

Hong, Wen-Tang; Yen, Tzu-Hsiang; Chung, Tsang-Dong; Huang, Cheng-Nan; Chen, Baodong

doi:10.1016/j.apenergy.2011.03.044

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“…Unlike low-temperature fuel cells, SOFCs can directly operate on a number of carbonaceous fuels due to its relatively high operating temperature [10][11][12][13][14][15][16][17][18][19]. The combination of SOFCs with renewable fuels is considered to be a very attractive strategy for achieving a sustainable power supply [20][21][22][23][24][25]. Among the various renewable fuels applied in SOFCs, polyols have attracted particular attention because the compounds contain an O-H group associated with each C atom, which could, in principle, reduce the rate of coke formation, unlike ethanol and acetic acid.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ethylene glycol as a new sustainable fuel for solid oxide fuel cells with conventional nickel-based anodes

Wang

Chen

et al. 2015

Applied Energy

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ethylene glycol as a new sustainable fuel for solid oxide fuel cells with conventional nickel-based anodes

Wang

Chen

et al. 2015

Applied Energy

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“…The collection of kinetic data under different experimental conditions allowed the development of a dynamic model for a tubular reformer loaded with catalytic monoliths for the production of hydrogen to feed a 1 kW PEMFC [14,15]. In another paper, the energy balance of an ethanol-fuelled SOFC has been proposed, hypothesising different system layouts [16].…”

Section: -Introductionmentioning

confidence: 99%

5kWe+5kWt reformer-PEMFC energy generator from bioethanol first data on the fuel processor from a demonstrative project

Rossetti

Biffi

Tantardini

et al. 2012

International Journal of Hydrogen Energy

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A power unit constituted by a reformer section, a H2 purification section and a fuel cell stack is being tested c/o the Dept. of Physical Chemistry and Electrochemistry of Università degli Studi di Milano, on the basis of a collaboration with HELBIO S.A. Hydrogen and Energy Production Systems, Patras (Greece), supplier of the unit, and some sponsors (Linea Energia S.p.A., Parco Tecnologico Padano and Provincia di Lodi, Italy). The system size allows to cogenerate 5 kWe (220 V, 50 Hz a.c.) + 5 kWt (hot water at 65°C) as peak output. Bioethanol, obtainable by different non-food-competitive biomass, is transformed into syngas by a prereforming and reforming reactors couple and the reformate is purified from CO to a concentration below 20 ppmv, suitable to feed a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stack that will be integrated in the fuel processor in a second step of the experimentation. This result is achieved by feeding the reformate to two water gas shift reactors, connected in series and operating at high and low temperature, respectively. CO

show abstract

“…Características importantes do sistema serão a estrutura híbri-da, com baterias que satisfazem as oscilações da carga elétrica sem requerer variações da potência produzida pela pilha [4], e a utilização direta do etanol sem processamento químico externo, que torna a estrutura do sistema mais simples [5]. Na bibliografia existente foram identificados vários modelos teóricos de sistemas de geração elétrica com PaCOS alimentadas com etanol [6][7][8][9][10][11] e estudos experimentais de pilhas a combustí-vel unitárias com características adequadas à operação com etanol anidro [12][13][14][15] ou hidratado [16][17][18][19]. Pelo outro lado, não foram identificados trabalhos focados em resultados experimentais da operação de empilhamentos comerciais ou laboratoriais com etanol como combustível (tanto puro quanto misturado com água).…”

Section: Introductionunclassified

Balanço de planta para microgerador PaCOS alimentado com etanol

Coralli

Miranda

2018

Matéria (Rio J.)

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RESUMOAs Pilhas a Combustível de Óxido Sólido (PaCOS) são conversores eletroquímicos particularmente adequados para a cogeração estacionária de energias elétrica e térmica com alta eficiência e baixo impacto ambiental, empregando diferentes combustíveis. No Brasil o uso de geradores PaCOS pode gerar benefícios ambientais e econômicos em várias situações; atributos que podem favorecer a difusão deles no país são a alimentação com etanol e a priorização da produção elétrica sobre a térmica. Nessa perspectiva, foi empreendido o desenvolvimento de um sistema PaCOS de microcogeração elétrica (500 W) alimentado com etanol, com eficiên-cia comparável às tecnologias convencionais (superior a 30 %). Característica importante do projeto é a estrutura híbrida, com baterias capazes de satisfazer as oscilações da carga elétrica sem requerer variações da potência da pilha. O sistema funcionará utilizando diretamente o combustível, sem processamento químico externo ao empilhamento, coisa que simplifica e diminui o custo do protótipo. Depois da pesquisa bibliográ-fica, foi formulado um modelo matemático do sistema, para avaliar diferentes topologias construtivas e buscar os melhores parâmetros operacionais. Baseando-se na simulação, foram adquiridos ou projetados os componentes auxiliários do sistema. Foram testados uma bomba, dois sopradores e um inversor comerciais, que resultaram adequados à aplicação. Os trocadores de calor, o conversor CC/CC necessário para conectar o empilhamento às baterias e o sistema de controle do protótipo foram projetados. Dois modelos de PaCOS comerciais foram testados com hidrogênio e com uma mistura de água e etanol, confirmando o funcionamento adequado da bancada de teste e comprovando a viabilidade da operação em regime de reforma interna do etanol. Foi verificado que, apesar de ser possível, a substituição do hidrogênio com etanol acarreta relevantes problemas como redução da potência máxima e instabilidade no funcionamento. Os resultados obtidos completam os dados presentes na literatura sobre o funcionamento de PaCOS alimentadas com etanol e vapor.Palavras-chave: Pilha a Combustível de Óxido Sólido, Etanol, Microgeração, Balanço de Planta. INTRODUÇÃOA tecnologia das PaCOS é globalmente reconhecida como promissora na área da geração elétrica de alta eficiência e baixo impacto ambiental, sendo particularmente adequada para a geração estacionária com diferentes combustíveis [1], incluindo o etanol. No Brasil, geradores PaCOS poderiam ser aplicados em várias situações produzindo benefícios ambientais e econômicos [2] e existe uma ampla infraestrutura de produção e uso de etanol [3], um combustível líquido de logística simples e baixa toxicidade. Nessa perspectiva, foi empreendido um projeto de pesquisa focado no desenvolvimento de um gerador elétrico PaCOS alimentado com etanol de potência na faixa da microcogeração. Características importantes do sistema serão a estrutura híbri-da, com baterias que satisfazem as oscilações da carga elétrica sem requerer variações da potência produzida pela pilh...

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Efficiency analyses of ethanol-fueled solid oxide fuel cell power system

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Ethylene glycol as a new sustainable fuel for solid oxide fuel cells with conventional nickel-based anodes

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Balanço de planta para microgerador PaCOS alimentado com etanol

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