تولید توان در چرخه رانکین آلی از گرمای تلف شده انرژی زمین گرمایی و بویلرها به منظور تولید هیدروژن با استفاده از الکترولایزر غشاء پروتونی
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
3 هیئت علمی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
doi
10.22034/jrenew.2024.188503چکیده
استفاده از الکترولیز آب برای تولید هیدروژن در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است زیرا در این روش، آب بدون هیچ گونه آلایندگی به گاز هیدروژن و اکسیژن تجزیه میشود. در این تحقیق، یک چرخه رانکین آلی و الکترولایزر مدلسازی و تحلیل شده تا از گرمای تلف شده برای راهاندازی الکترولایزر استفاده شود. توان تولید شدهی چرخه رانکین آلی برای تولید هیدروژن در یک الکترولایزر غشاء پروتونی مصرف میگردد. مدلسازی و کدنویسی برای الکترولایزر با استفاده از نرم افزار EES انجام شده است و تحلیلهای ترمودینامیکی به منظور شناخت و بررسی عملکرد مدل پیشنهادی انجام گردید. به ازای دمای اواپراتور 67 درجۀ سلسیوس، توان چرخه رانکین آلی و بازده حرارتی به ترتیب مقادیر 220 کیلووات و %5/8 حاصل گردید. ظرفیت تولید الکترولایزر مورد نظر در این پژوهش 27 کیلوگرم بر ساعت گاز هیدروژن با دمای 80 درجۀ سلسیوس و فشار 101 کیلو پاسکال به دست آمد. الکترولیز آب با استفاده از جریان برق مستقیم بین دو الکترود آند و کاتد انجام شد که توسط یک غشاء از هم جدا شده بودند. پتانسیل غشایی در مقادیر مختلف چگالی جریان برای انجام اعتبار سنجی مدلِ شبیهسازی شده، محاسبه و مقایسه بین آنها انجام شد.