مدل سازی استاتیکی الکترولایزرغشای تبادل پروتونی فشار بالا برای تولید هیدروژن

این پژوهش با هدف تجزیه و تحلیل عملکرد یک سلول الکترولایزرغشا تبادل پروتون 1 فشار بالا انجام شده است. دما سلول در تمامی لایهها ثابت و برابر، فشار در طول کانالها ثابت میباشد . فشار آند برابر با فشار اتمسفر و فشار کاتد متغیر تا 70 بار بوده، غشا کاملا هیدراته و گاز اکسیژن و هیدروژن گاز کامل فرض شدهاند . انتقال جرم در هر لایه از سلول الکترولایزر و مکانیزم های انتقال آب از غشا به طور کامل بررسی شده اند و در یک مدل الکتروشیمیایی ولتاژ تیوری مدار باز از طریق تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی فرایند محاسبه شده ، ولتاژ واقعی با محاسبه اضافه ولتاژهای مختلف به صورت تابعی از جریان بدست می آید. نتیجه نهایی مدل ، یک منحنی قطبش تیوری می باشد که با مقایسه با نتایج تجربی گزارش شده در مراجع مقادیر بهینه پارامترها به دست آمده و مدل اعتبارسنجی گردیده است. در نهایت بررسی روند تغییرات منحنی قطبش با تغییر پارامترهای مهم سیستم مورد بررسی قرار گرفته است به گونه ای که عملکرد سلول با افزایش فشار کاهش، با افزایش دما بهبود مییابد. همچنین افزایش ضخامت الکترودها و غشا عملکرد سلول را بهبود نمیبخشد.افزایش چگالی جریان تبادلی آند و کاتد موجب بهبود عملکرد سلول میشود.

Keywords:

الکترولایزر غشای پلیمری , تولید هیدروژن , مدلسازی