ANYON DEĞİŞİM MEMBRAN SU ELEKTROLİZÖRÜNÜN 0-D MATEMATİKSEL MODELLEMESİ


Çelebi C.

International Hydrogen Technologies Congress, Diyarbakır, Türkiye, 12 - 15 Mayıs 2024, ss.1-4

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Diyarbakır
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-4
  • Dokuz Eylül Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Anyon değişim membranlı (AEM) su elektrolizi, elektrik yoluyla hidrojen üretimi için umut vadeden bir yöntem olarak öne çıkmaktadır. AEM su elektrolizinin avantajlarından biri, geleneksel soy metal elektrokatalizörlerinin düşük maliyetli geçiş metali katalizörleriyle değiştirilmesine olanak sağlamasıdır. AEM'in geliştirilmesine yönelik devam eden araştırmaların odak noktası, düşük maliyet ve yüksek performans arasında bir denge kurarak optimum değeri elde etmektir. Bu amaç doğrultusunda, bu çalışma elektrokimyasal reaksiyonları ve kütle transferi olaylarını kapsayan bir anyon değişim membranın matematiksel modellemesini incelemektedir. Sıfır boyutlu, kararlı durum modelinin matematiksel denklemleri MATLAB ortamında çözülmüştür. Sıcaklık, katot basıncı ve KOH çözeltisinin molaritesi gibi çeşitli çalışma parametrelerinin AEM su elektrolizörünün performansı üzerindeki etkisini incelemek için kapsamlı bir parametrik çalışma yürütülmüştür. Dikkate alınan performans ölçütleri, hidrojen üretim hızı ve AEM elektrolizörünün verimliliğidir. Bu araştırma, AEM su elektrolizi alanında çalışan araştırmacılara değerli bilgiler ve rehberlik sunmayı amaçlamaktadır.

Anion exchange membrane (AEM) water electrolysis emerges as a promising method for hydrogen production through electricity. A pivotal advantage of AEM water electrolysis is its capacity to substitute conventional noble metal electrocatalysts with cost-effective transition metal catalysts. The focus of ongoing research into the development of AEM is to achieve optimal value by striking a balance between low cost and high performance. For this purpose, this study delves into the mathematical modeling of an anion-exchange membrane, encompassing electrochemical reactions and mass transfer phenomena. The mathematical equations of the zero-dimensional, steady-state model were solved in the MATLAB environment. A comprehensive parametric study was conducted to investigate the effect of various parameters such as activation potential coefficients, membrane thickness, and molarity of KOH solution on the performance of the AEM water electrolyzer. The performance metric considered is the efficiency of the AEM electrolyzer. The results show that molarity and exchange current density are proportional to efficiency. This research aims to provide valuable information and guidance to researchers working in the AEM water electrolysis field.