تحلیل انرژی و اگزرژی الکترولایزر غشا پلیمری در ترکیب با سیستم متمرکزکنندة خورشیدی

Abstract

تولید هیدروژن با استفاده از الکترولایزر‌های غشا پلیمری روشی مؤثر و مفید برای تولید یک منبع انرژی تجدیدپذیر است. از هیدروژن و اکسیژن تولیدی توسط الکترولایزر می­توان در پیل‌های سوختی در پهپادها استفاده کرد. تحلیل ترمودینامیکی الکترولایزر غشا پلیمری برای مشخص‌کردن افت‌های کلیدی و بهینه‌سازی عملکرد آن بسیار اساسی است. در این مقاله، فرایند الکترولیز آب توسط الکترولایزر غشا پلیمری در ترکیب با سیستم متمرکز خورشیدی به‌منظور تولید توان و هیدروژن مطالعه و اثر شدت تابش، چگالی جریان و دیگر پارامترهای عملکردی بر نرخ هیدروژن تولیدی بررسی‌ شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش چگالی جریان و یا به‌عبارتی افزایش میزان هیدروژن تولیدی، ولتاژ الکترولایزر افزایش می‌یابد و راندمان انرژی و اگزرژی الکترولایزر کاهش می‌یابد. هم‌چنین افزایش دما، کاهش فشار و ضخامت غشای نفیونی سبب کاهش ولتاژ و بهبود عملکرد الکترولایزر می‌شود. با افزایش شدت تابش ورودی به سیستم خورشیدی به میزان 145درصد، میزان هیدروژن تولیدی 110 درصد افزایش و راندمان انرژی و اگزرژی الکترولایزر هر دو به میزان 13/8 درصد به‌دلیل بالاتر بودن نسبت جریان الکتریکی ورودی به هیدروژن خروجی کاهش می‌یابد.