Thermal performance of a commercial alkaline water electrolyzer: Experimental study and mathematical modeling

核工程 电解 传热 材料科学 碱性水电解 聚合物电解质膜电解 热电偶 高温电解 热的 热力学 电气工程 机械工程 化学 电极 工程类 复合材料 物理 物理化学 电解质
作者
P.M. Diéguez,Alfredo Ursúa,Pablo Sanchis,C. Sopena,Eugenio Guelbenzu,Luis M. Gandía
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:33 (24): 7338-7354 被引量:293
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2008.09.051
摘要

In this paper a study of the thermal performance of a commercial alkaline water electrolyzer (HySTAT from Hydrogenics) designed for a rated hydrogen production of 1 N m3 H2/h at an overall power consumption of 4.90 kW h/N m3 H2 is presented. The thermal behaviour of the electrolyzer has been analyzed under different operating conditions with an IR camera and several thermocouples placed on the external surface of the main electrolyzer components. It has been found that the power dissipated as heat can be reduced by 50–67% replacing the commercial electric power supply unit provided together with the electrolyzer by an electronic converter capable of supplying the electrolyzer with a truly constant DC current. A lumped capacitance method has been adopted to mathematically describe the thermal performance of the electrolyzer, resulting in a thermal capacitance of 174 kJ °C−1. The effect of the AC/DC converter characteristics on the power dissipated as heat has been considered. Heat losses to the ambient were governed by natural convection and have been modeled through an overall heat transfer coefficient that has been found to be 4.3 W m−2 °C−1. The model has been implemented using ANSYS® V10.0 software code, reasonably describing the performance of the electrolyzer. A significant portion of the energy dissipated as heat allows the electrolyzer operating at temperatures suitable to reduce the cell overvoltages.

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
乖咪甜球球完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
快让我滚蛋毕业完成签到 ,获得积分10
2秒前
ADChem_JH发布了新的文献求助20
4秒前
高妍纯完成签到 ,获得积分10
4秒前
翰飞寰宇完成签到 ,获得积分10
5秒前
专注若蕊完成签到,获得积分10
6秒前
真圆完成签到 ,获得积分10
7秒前
邪恶青年完成签到,获得积分10
10秒前
美丽涵菱完成签到 ,获得积分10
11秒前
000001完成签到,获得积分10
12秒前
crystal完成签到 ,获得积分10
13秒前
CX完成签到,获得积分10
13秒前
masirui的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
masirui的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
hsrlbc完成签到,获得积分0
16秒前
Vancomycin完成签到 ,获得积分10
20秒前
Orange的应助被六六采纳,获得10
23秒前
Peng完成签到 ,获得积分10
26秒前
ADChem_JH发布了新的文献求助20
26秒前
无限的念双完成签到 ,获得积分10
26秒前
Bismarck完成签到 ,获得积分10
27秒前
li完成签到 ,获得积分10
28秒前
自然妙旋完成签到,获得积分10
28秒前
HHW完成签到,获得积分10
30秒前
qausyh完成签到,获得积分10
32秒前
GO1完成签到 ,获得积分10
34秒前
朽木完成签到 ,获得积分10
38秒前
就叫菜花吧完成签到 ,获得积分10
38秒前
39秒前
cookies发布了新的文献求助10
44秒前
寻梦完成签到 ,获得积分10
47秒前
淡定汉堡完成签到 ,获得积分10
47秒前
JJ留下了新的社区评论
48秒前
南风完成签到,获得积分10
50秒前
51秒前
Fairy完成签到,获得积分10
52秒前
学习万岁完成签到 ,获得积分10
53秒前
ken131完成签到 ,获得积分10
54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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 800
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Elektrische Feldverteilung in gasisolierten Anlagen unter Gleichspannungsbelastung 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8056941
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9482616
关于积分的说明 21313626
捐赠科研通 7624928
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3394767
关于科研通互助平台的介绍 2525837
邀请新用户注册赠送积分活动 2433139