燃料电池之气体组成成分的计算原理与方法

发布网友发布时间：2024-08-19 15:04

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热心网友时间：2024-08-29 05:48

燃料电池气体组成计算详解

燃料电池研究者在工作中，遇到纯度不足或未经重组的含氢气体时，需要处理气体中的杂质，以计算关键参数。以下是涉及的几个核心问题及计算方法：

如何计算氢气每小时消耗速率（kgmol/h）：首先，知道500kg/h的燃料进入电堆，利用效率为86%。通过表1得知H2在燃料中的占比，将质量流量转换为摩尔流量，再乘以H2在燃料中的百分比和利用效率，即可得到答案（30.60 kgmol/h）。
氧气消耗速率（kgmol/h）：每消耗1mol氢消耗0.5mol氧，计算出H2消耗速率后除以2，再根据氧气利用效率得出氧气摩尔流量，最后转换为质量流量（21.857 kgmol/h）。
空气供给需求（kgmol/h和kg/h）：根据氧气消耗，计算出空气摩尔流量，结合氧气在空气中的占比（20.79%），得到空气质量流量约为3021.5 kg/h。
水生成量：由氢气消耗计算得出，水每小时生成量为30.60 kgmol/h。
反应后气体组成：阳极排出的气体主要是未参与反应的杂质，阴极排出的气体则包含反应生成的水和氧气。具体成分和比例见表9和表10，可画出相应的摩尔流量图或百分比图。

以上五个问题的计算涉及气体的转化和利用效率，以及质量与摩尔量之间的换算。通过这些步骤，我们可以准确地分析燃料电池系统的气体组成变化。下篇文章将探讨空气湿度的计算，欢迎持续关注并加入讨论。

注：本文中提到的kgmol/h是摩尔流量单位，kgmol是千克分子的单位，而gmol则是克分子。在计算时，需要将质量流量转换为摩尔流量，再根据分子量计算成分的消耗和生成。