Economics of on-site power generation by fuel cells

R. H. BOLL and R. K. BHADA, The Babcock & Wilcox Company, Research Center, Aliance, Ohio, U.S.A. Economies of on-site power generation by fuel ceils: Energy Conversion 8, 3-18 (1968). R~sum6--Les r6cents progr/~s de la technique des piles /l combustible nous ont amen6s/t 6tudier les param~tres caract6ristiques de ces dispositifs, /t savoir: le rendement, le coot minimum, e t / t interpr6ter ces parami~tres en termes de comp6titivit6 avec les g6n6rateurs "conventionnels'" d'6nergie 61ectrique. L'6tude ¢st limit6e aux fili~res mettant en oeuvre des piles /t combustible ~t 61ectrolyte oxyde solide et carbonate fondu vu que seules, ces piles dites A haute temperature, peuvent, d'apr~s les donn6es actuelles, utiliser efficacement les flux de combustible impur produits par l'oxydation partielle ou le reforming ~t la vapeur du m6thane (gaz naturel). L'6tude est 6galement limit6e aux g6n6rateurs fonctionnant sur place puisqu'il semble que le principal avantage des piles/t combustible est de r6duire--esp~re-t-on--le coot de l'61ectdcit6/t la consommation, du fait que le transport et la distribution reviennent moins cher pour 1'6nergie sous forme de m6thane que pour l'6nergie 61ectrique. Nos r6sultats sont obtenus sur la base d'une analyse th6orique d6taill6e qui comprend l'optimisation, du point de rue 6conomique, des cellules isol6cs, le calcul des performances et des param~tres 6conomiques des batteries, le calcul des performances et des param~tres b.conomiques des dispositifs complets et des comparaisons de prix avec l'61ectricit6 conventionnelle. Dans le cours de cette analyse, nous nous sommes efforc6s d'Stre aussi r6alistes que possible en ce qui concerne le choix des fili~res, en ce sens que nous prenons en considb,ration non seulement les effets du reforming mais aussi des facteurs tels que l'utilisation incomplete du combustible, les effects de batterie, l'6vacuation de la chaleur, etc . . . Dans d'autres domaines, notamment la dur6e de vie des piles et leur prix, nous nous sommes montr6s optimistes, dans la mesure ofJ nous avons suppos6 qu'un d6veloppement continu am6nerait des progr~s par rapport h l'6tat actuel de la technique. Une des conclusions de l'6tude est que le processus /t oxyde solide ne saurait 6tre rentable h moins que ne soit d6couvert le moyen de se passer des m&aux nobles pour la construction des 61ectrodes et les connexions entre cellules. Le coot des mat6riaux ramen6 sa valeur la plus basse envisageable reste trop 61ev6 pour les applications pratiques si l'on retient l'utilisation des m6taux nobles pour les 61ectrodes et les connexions; car r o n doit prendre en consid6ration l'escalade des divers facteurs qui font intervenir le prix des mat6riaux, dans le coot du dispositif. Par ailleurs, l'6tude conclut/t la comp6titivit6 pour les applications commerciales et industrielles des fili/~res/t cellule au carbonate fondu, sous r6serve d'un certain nombre de progr/~s technologiques. Parmi ces derniers il faut citer l'am61ioration de la dur6e de vie des 616ments qui devrait ~tre port6e ~t 4½ ans environ.

P. v. G R U M B K O W , Institut fur Elektrische Maschinen, Antriebe und Bahnen der Technischen Hochschule Braunschweig, Miihlenpfordstr. 23, Germany. Laminare Geschwindigkeitsverteilung im Rechteckkanal eines induktiven MehrphasenMHD-Wandlers: Energy Conversion 8, 19-27 (1968). R ~ s u m ~ - L a caract6ristique de fonctionnement d'un convertisseur magn~tohydrodynamique polyphas~ A induction est fortement influenc~e par le fait que la vitess¢ clans la veine est distribu6e de mani~re non uniforme. Des pertes particuli~rement 61ev6es prennent naissance dans les couches limites ~ vitesse lente. En [1], on a ~valu6 l'importance cet de effet en supposant darts la couche limite une vitesse moiti6 de la vitesse maximum, ceci dans le cas d'une veine de largeur infinie entre plaques lat6rales. Outre les efforts 61¢ctromagn6tiques, les forces de viscosit~ doivent 6tre prises en consid6ration dans le calcul exact du profil des vitesses. Du fait de la viscositY, la vitesse est nulle ~t la paroi de la veine. Dans ce travail, on calcule la distribution ~tdeux dimensions des vitesses en r6gime laminaire dans le cas d'un convertisseur M H D ~t induction ~t veine rectangulaire, ceci moyennant certaines simplifications (courant de d6placement nul et conductivit6 tr~s 61ev6e des parois lat6rales). De plus, on d6termine les pertes par effet Joule dans le fluide. Le calcul du facteur de frottement permet de tirer certaines conclusions relatives ~ la stabilit6 de l'6coulement.

K. MICKA, Polarographisches Institut J. Heyrovsk)~, Tschechoslowakische Akademie der Wissenschaften, Prag. Zur Theorie der Sanerstoff-Diffusions-Eiektrode im alkalisehen Eiektrolyten: Energy Conversion 8, 29-32 (1968). R ~ u m 6 - - U n e 61ectrode poreuse peut, du point de vue math6matique, 6tre traitee comme une superposition homog~ne ~t l'6chelle macroseopique, de trois phases continues. En pr6sense d'argent comme catalyseur dans un 61ectrolyte fortement alcalin, la r6action l'61ectrode se produit de mani~re reversible au niveau de centres catalytiquement actifs recouverts d'une pellicule d~61ectrolyte. Le sch6ma de la r6action s'6crit: O3 + H 2 0 + 2e = HO2- + O H - et il est suivi d'une dismutation catalytique HO2- ~ O H - + ½ 02. L'auteur a calcul6 la courbe de polarisation correspondante qui s'av6re 6tre en bon accord avec les exp6riences d'autres chercheurs. V