面向海上风电的碱性电解水制氢系统热力学分析与优化设计

作     者：渠秀媛 李青山 余潜跃 孙立 QU Xiuyuan;LI Qingshan;YU Qianyue;SUN Li

作者机构：东南大学能源与环境学院江苏南京211189 东南大学能源热转换与控制教育部重点实验室江苏南京211189 

基　　金：江苏省科技厅“双碳”项目资助(BE2022040) 南京市科技局科技发展计划资助项目(202211007) 

出 版 物：《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)

年 卷 期：2024年第19卷第4期

页      码：82-91页

摘      要：[目的]为了最大化利用电能与海水资源,针对海上风电的碱性电解水(AWE)制氢系统进行热力学分析和优化设计,研究工作压力、工作温度、碱液流量等对系统运行特性的影响。[方法]基于热力学、电化学及质量平衡模型,通过Aspen Plus软件建立碱性电解水制氢的热力学平衡模型,并与实验结果进行对比验证。[结果]结果表明,此方案碱性电解水制氢系统最佳工作压力和工作温度分别为9 bar和70℃,最佳碱液流量为1600 t/h。系统能量损失和㶲损随输入电流密度的增加而增加。碱性电解输入电流密度为3000 A/m^(2)时,系统能量效率和㶲效率分别为63.58%和57.27%,系统能量损失占总能量投入的26%,其中电解槽㶲损最高,占系统总㶲损的93.39%。[结论]通过该参数优化方法,可以得到合适的工作参数范围,能够为海上风电制氢参数选择提供参考。

主 题 词：海上风电 碱性电解水制氢 热力学 参数优化 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 082402[082402] 0807[工学-电子信息类] 0824[工学-林业工程类] 

D　O　I：10.19693/j.issn.1673-3185.03658

馆 藏 号：203128796...