近日，海南大学机电工程学院2019级农业机械化工程专业的硕士研究生邓美隆以第一作者身份，导师张筱松教授为通讯作者，海南大学为第一完成单位。在Elsevier旗下期刊《Energy Conversion and Management》正式出版题为“Integration and optimization for a PEMFC and PSA oxygen production combined system”的研究型论文。该期刊属于SCI源刊，影响因子为9.709(2020年)，中科院JCR分区：一区top期刊。

随着国家对保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，发展可再生能源已成为我国推进能源生产和消费革命、推动能源转型的重要措施。而燃料电池是一种经济环保的发电装置，符合我国对新能源发展战略要求。该论文以质子交换膜燃料电池为基础，提出了一种新型的高温质子交换膜燃料电池—变压吸附制氧(PEMFC-PSA)集成系统，变压吸附法制取的不同氧气浓度通入燃料电池中与氢气发生电化学反应而产生电，一部分用于燃料电池的正常运行，另一部分用于制氧。研究结果表明由变压吸附法制取氧气浓度为85%时，新型PEMFC-PSA系统的最大净功率为101W。燃料电池中通入空气时，新型集成系统的最大效率为75%。同时，改变新型集成系统的运行参数，系统的净功率和效率显著增加。如果对功率要求高的场合使用PEMFC-PSA集成系统，建议氧气浓度为80%，能够满足功率要求。这样，燃料电池的体积可以减小，系统的整体复杂性将降低，系统的成本也将减少。如果集成系统用于高效率要求的场合，新型集成系统建议氧气浓度为空气，这样可以消除对变压吸附装置的需求，直接将空气送入燃料电池，减少系统的整体布局，降低成本。本文的分析对燃料电池系统的设计和参数优化具有一定的指导意义。

张筱松教授团队目前针对能源系统模拟，化学链燃烧以及燃料电池系统集成方面开展了广泛的基础应用研究，促进了对能源系统的认识和理解，为清洁能源的高效利用提供了多方面的理论支持。本研究得到了国家自然科学基金(Grant No:51866001)和海南大学基金(KYQD(ZR)1841)的资助。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114062