Performance Parameters of Direct Coupling Advanced Alkaline Electrolysis and PEMFC System

Hamza  Ahmed; Abdullatif  Musa

doi:10.51646/jsesd.v9i2.12

المؤلفون

Hamza Ahmed University of Tripoli- Faculty of Engineering- Tripoli -Libya
Abdullatif Musa University of Tripoli- Faculty of Engineering- Tripoli -Libya

DOI:

https://doi.org/10.51646/jsesd.v9i2.12

الكلمات المفتاحية:

Renewable energy، alkaline electrolysis cell (AEC)، the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)، power generation

الملخص

ان خلية وقود غشاء تبادل البروتون هي المرشح الأكثر قدرة على المنافسة ليحل محل المنظومات التقليدية لتحويل الطاقة ًوذلك نظرا لمزاياها البارزة . يستخدم غاز الهيدروجين كوقود رئيسي في خلايا الوقود وبالإمكان إنتاجه من خلال توصيل الألواح الشمسية بالمحلل الكهربائي القلوي الذي بدوره يقوم بفصل الماء الى غاز الهيدروجين وغاز الأكسجين اي ما يسمى بعملية التحليل الكهربائي . في هذه الورقة تم عرض نموذج ديناميكي حراري لتصميم وتحسين منظومة اقتران مباشر يحتوي على خليتين ، خلية المحلل الكهربائي القلوي وخلية وقود نوع غشاء تبادل البروتون . بالاضافه الى ذلك فلقد تم تقييم أداء منظومة الاقتران المباشر باستخدام النموذج العددي الذي تم انشاؤه في برنامج المحاكاة )برنامج حل المعادلات الهندسية( . تمت دراسة العديد من معاملات الأداء المتعلقة بمنظومة الاقتران المباشر مثل جهد المنظومة، و معدل غاز الهيدروجين المنتج من المحلل الكهربائي والذي يتم حقنه في خلية الوقود كما
تمت دراسة كمية الطاقة الكلية المنتجة من خلية الوقود. أظهرت نتائج المحاكاة أن جهد المحلل الكهربائي القلوي أعلى من جهد خلية الوقود. في المنظومة يتم حقن الماء المتولد من خلية الوقود في خلية المحلل الكهربائي ، وأظهرت النتائج ان خلية المحلل الكهربائي لا تحتاج إلى المزيد من الماء المحقون من خارج المنظومة ، لذلك تعتبر عملية إدارة المياه في المنظومة بأكملها جيده. ان كفاءة المنظومة حوالي 35% ، ويرجى ملاحظة أن هذه الكفاءة مرضية لأنها ناتجة عن وقود نظيف ومتجدد وصديق للبيئة.

التنزيلات

بيانات التنزيل غير متوفرة بعد.

المقاييس

يتم تحميل المقاييس...

المراجع

. A. Tijani, N. Yusup, and A. Abdol Rahim, “Mathematical modelling and simulation analysis of advanced alkaline electrolyzer system for hydrogen production”, ScienceDirect Procedia Technology 15 798 – 806, 2014.

. Y. De Silva, “Design of an Alkaline Electrolysis Stack”, University of Agder, 2017.

. C. Kjartansdóttir, and P. Møller, “Development of Hydrogen Electrodes for Alkaline Water Electrolysis”, DTU Mechanical

Engineering, 2014.

. M. Rashid, M. Al Mesfer, H. Naseem, and M. Danish, “Hydrogen Production by Water Electrolysis: A Review of Alkaline Water Electrolysis, PEM Water Electrolysis and High Temperature Water Electrolysis”, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), ISSN: 2249 – 8958, Volume-4 Issue-3, February 2015.

. C. Rayment, and S. Sherwin, “Introduction to Fuel Cell Technology”, University of Notre Dame Notre Dame, IN 46556, U.S.A, 2003.

. J. Hirschenhofer, D. Stauffr, R. Engleman, and M. Klett, “Fuel Cell Handbook”, Fourth Edition, 1998.

. S. Mousawi, H. Werqozk, and M. Alahmad, “Studying the properties of PEM fuel cells and the dynamics of operation”, Journal of Engineering Damascus university 2nd issue, 2009.

. S. Mousawi, H. Werqozk, and M. Alahmad, “Studying the effct of pressure on the performance of PEM fuel cells when operating in variable loads”, Journal of Engineering Damascus university 1th issue, 2010.

. L. Giorgi, and F. Leccese, “Fuel Cells: Technologies and Applications”, the Open Fuel Cells Journal, 2013, 6, 1-20.

. A. Jomma, “Using mathematical models in educational planning with application to measure the internal effiency of the educational system”, Journal of Faculty of Education Zagazig, Issue 58, 2014.

. Joonas Koponen, “Review of water electrolysis technologies and design of renewable hydrogen production systems”, Master’s Thsis 2015, Lappeenranta University of Technology.

. O. Ulleberg, “Modeling of advanced alkaline electrolyzers: a systemsimulation approach”, International Journal of Hydrogen Energy 28 (2003) 21–33

. M. Ni, M. Leung, and D. Leung, “Electrochemistry Modeling of Proton Exchange Membrane (PEM) Water Electrolysis for Hydrogen Production”, WHEC 16 / 13-16 June 2006 – Lyon France.

. S. Pascuzzi, A. Anifantis, I. Blanco, and G. Mugnozza, “Electrolyzer Performance Analysis of an Integrated Hydrogen Power System for Greenhouse Heating. A Case Study”, Department of Agricultural and Environmental Science (DiSAAT), University of Bari Aldo Moro, Via Amendola, 165/A, 70126 Bari, Italy, 2016.

. M. Azri, A. Abdul mubin, Z. Ibrahim, N. Abdul rahim, and S. Raihan,“MATHEMATICAL MODELLING FOR PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL (PEMFC)”, Journal of Thoretical and Applied Information Technology 30th Vol.86 No.3, 2016.

. H. Najafiadegan, and H. Zarabadipour, “Control of Voltage in Proton Exchange Membrane Fuel Cell Using Model Reference Control Approach”, Int. J. Electrochem. Sci., 7 (2012) 6752 – 6761.

. Rabbani, Abid. 2013. Dynamic Performance of a PEM Fuel Cell System. PhD thesis. Department of Mechanical Engineering, Technical University of Denmark, Kongens Lyngby 2013.

. Dewangan, Atul. 2014. Modelling and Simulation of Photovoltaic Full Cell Hybrid System. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), Vol. 3 Issue 2.

. Tijani, Alhassan; Yusup, Nur Afiah and Abdol Rahim, A. H. 2014. Mathematical modelling and simulation analysis of advanced alkaline electrolyzer system for hydrogen production. Procedia Technology 15 (2014) 798 – 806.