Channel design optimization of alkaline electrolysis stacks considering the trade-off between current efficiency and pressure drop

压力降 电流(流体) 电流密度 电解 频道(广播) 机械 核工程 电子工程 计算机科学 电气工程 工程类 化学 物理 电极 物理化学 量子力学 电解质
作者
Ruomei Qi,Maik Becker,Jörn Brauns,Thomas Turek,Jin Lin,Yonghua Song
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:579: 233222-233222 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2023.233222
摘要

The scaling of alkaline electrolysis systems is restricted by the reducing current efficiency with increasing cell number due to stray currents. This paper focuses on the design optimization of channels in alkaline stacks considering the trade-off between current efficiency and pressure drop, which enables the efficient operation of large stacks. For this purpose, two equivalent circuit models are applied to predict the current efficiency and the pressure drop. The first is used to model the stray currents and predict the current efficiency, while the latter describes the hydraulic pressure drop and hence gives valuable information to reduce the pumping power. Based on the established models, a design optimization approach is proposed to maximize the system efficiency and derive the optimal channel geometry. The results suggest that the longest channels should be used to reduce the stray current, and the channel diameters can be determined by the trade-off between current efficiency and pumping consumption. By optimizing the channel geometry, the current and system efficiency is promoted by 9.4% and 5.3% of an exemplary alkaline electrolysis system. This study also assesses the impact of cell area, current density, manifold length and maximum pressure drop, providing valuable information for system design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
在水一方应助啊哈采纳,获得10
1秒前
1秒前
科研通AI6.3应助搬砖采纳,获得10
1秒前
2秒前
沉静秋尽关注了科研通微信公众号
4秒前
啵鹿完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.4应助亦无星采纳,获得10
6秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
七月不远应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
迪兒发布了新的文献求助30
6秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
再睡一夏完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
dd发布了新的文献求助10
7秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
静水流深发布了新的文献求助10
10秒前
怡然的一曲应助SBBDBD采纳,获得10
10秒前
10秒前
林子鸿完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
科研通AI6.3应助剁椒鱼头采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.4应助wrinklehui采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.2应助剁椒鱼头采纳,获得10
12秒前
俏皮怜寒发布了新的文献求助10
14秒前
Lutras发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
琳儿发布了新的文献求助10
14秒前
琳琳琳完成签到,获得积分10
14秒前
土多多完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Reading and Understanding Health Research 500
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7251392
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8873948
关于积分的说明 18730327
捐赠科研通 6931189
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199412
关于科研通互助平台的介绍 2374325
邀请新用户注册赠送积分活动 2174035