Experiments and microsimulation of high-pressure single-cell PEM electrolyzer

质子交换膜燃料电池 聚合物电解质膜电解 阴极 电解 传质 巴(单位) 化学 机械 传热 极化(电化学) 高压电解 材料科学 制氢 热力学 分析化学(期刊) 电极 电解质 色谱法 气象学 物理化学 有机化学 物理 生物化学
作者
Jian Dang,Fuyuan Yang,Yangyang Li,Yingpeng Zhao,Minggao Ouyang,Song Hu
出处
期刊:Applied Energy [Elsevier BV]
卷期号:321: 119351-119351 被引量:60
标识
DOI:10.1016/j.apenergy.2022.119351
摘要

Direct hydrogen production at high pressure by the proton exchange membrane (PEM) can improve the economy of the entire hydrogen-chain. A multi-physical model of a high pressure single-cell electrolyzer is established and the heat transfer, mass transfer, and electrochemical processes are described. The water permeation flow rate is simulated accurately using experimental data obtained under 0-700 bar pressure difference. The double layer effect and mass transfer lag effect are considered in the dynamic model in terms of different time constants. Polarization curves exhibit good consistency at different temperatures and high cathode pressure, and the average the sum of squares due to error (SSE) is less than 0.01. Different film thicknesses correspond to different safe operating zones (hydrogen concentration in oxygen below 2%). A membrane thickness of 250μm allows the cathode pressure to increase to approximately 120 bar, and the minimum operating current density should not be less than 0.2 A/cm2. Increasing the cathode pressure to 200 bar can reduce the water content on the hydrogen side by more than 19.5%. Finally, the temperature control model of circulating water in the electrolysis cell is calibrated and verified by experiments, and the steady-state error is less than 2.5%.
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
1秒前
Yuan88发布了新的文献求助30
2秒前
学术小白发布了新的文献求助10
2秒前
核桃发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
core发布了新的文献求助10
5秒前
顾矜应助秀丽隐虫采纳,获得10
5秒前
cc完成签到 ,获得积分10
5秒前
斯文败类应助cc采纳,获得10
5秒前
6秒前
bkagyin应助知性的夏槐采纳,获得10
6秒前
坦率发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
357发布了新的文献求助10
8秒前
今晚吃什么完成签到,获得积分10
8秒前
Akim应助moonlin采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
TomasLiu发布了新的文献求助10
10秒前
ahui发布了新的文献求助10
11秒前
洁净如雪完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
pizwijrit完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
?......发布了新的文献求助10
14秒前
今后应助甜蜜的迎梅采纳,获得10
15秒前
15秒前
aajhajkahna发布了新的文献求助100
15秒前
飞蚁完成签到,获得积分10
16秒前
cc发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
XPDHW发布了新的文献求助10
17秒前
LB应助直率的听蓉采纳,获得10
18秒前
18秒前
明亮的剑愁完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
feng完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Cognitive Psychology in a Changing World 800
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
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 7685676
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9249137
关于积分的说明 19956205
捐赠科研通 7258815
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3289268
关于科研通互助平台的介绍 2446304
邀请新用户注册赠送积分活动 2293491