近日，理学院光电信息科学与工程系2020级本科生大创团队在熔融碳酸盐燃料电池的废热回收利用方面取得重要研究进展，研究成果以题为“Efficient waste heat recovery from molten carbonate fuel cells through graphene-collector thermionic generators” 发表在热力学与能源利用领域顶级期刊《Energy Conversion and Management》（中科院一区Top期刊，影响因子：10.4）。

熔融碳酸盐燃料电池（简称MCFC）运行过程中产生大量的余废热，可以被进一步回收用于热电联产发电，从而提高能源的利用率。但是目前已报道的热能回收装置普遍存在低转换效率或功率密度等问题，限制了MCFC的废热回收能力和高效的热电联产。为了应对这一挑战，该工作提出了一种新型的混合发电系统，将MCFC与石墨烯接收极的热离子发电机（简称GCTG）结合起来，其中GCTG可利用MCFC产生的高温废热并产生额外的电力。研究发现，该混合系统的最优输出性能相比于单个MCFC或GCTG有了较大的提升。与其他基于MCFC的混合系统相比，MCFC-GCTG提供了更好的输出性能，从而证实了GCTG相比其他的能量收集装置可以更有效地利用MCFC产生的废热。这项工作为MCFC-GCTG混合系统的优化设计和参数分析提供了关键的理论指导，从而为开发高性能的MCFC热电联产系统铺平了道路。

光科2020级本科生孙鸿哲和丁奥为论文的共同第一作者，理学院张欣副教授为论文的唯一通讯作者。该项工作的合作者为Bangladesh University of Engineering and Technology的Ehsanur Rahman助理教授以及福州大学郭君诚副教授。该研究工作得到了江苏省自然科学青年基金项目的资助。

一直以来，理学院高度重视本科生教学、科研等专业素质的培养，帮助学生不断成长，在指导本科生大创方面取得了一系列丰硕研究成果。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.117887.

MCFC-GCTG示意图及性能特性