پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 410 |
| تعداد مقالات | 5,457 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,872,824 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,231,297 |
تحلیل سیستم تولید هیدروژن سبز به کمک الکترولایزر غشا پلیمری و انتقال آن به خط لوله گاز شهری | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 2، دوره 56، شماره 12، 1403، صفحه 1609-1628 اصل مقاله (1.75 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2025.23403.7758 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد رضا زاینده رودی؛ ابراهیم افشاری* ؛ مهدی مشرف دهکردی | ||
| گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| چکیده | ||
| هیدروژن سبز می‌تواند از مهمترین انرژی‌های قابل استفاده در مصارف خانگی، وسایل حمل و نقل و صنعت باشد. از روش‌های تولید هیدروژن سبز، استفاده از الکترولایزر غشا پلیمری به کمک صفحات فتوولتائیک است. به منظور عدم ذخیره‌سازی هیدروژن و کربن‌زدایی، تزریق هیدروژن به خط لوله گاز شهری راه‌کاری موثر است. در مطالعه حاضر، تزریق هیدروژن به یک خط لوله گاز بررسی شده است و برای اینکه دبی هیدروژن تزریق شده کمتر از 10 درصد دبی گاز طبیعی باشد، نیازمند mol/s69/20 هیدروژن است. بر اساس مدل‌سازی الکترولایزر، برای تولید هیدروژن مورد نیاز، باید از 3230 سل با مساحت cm2 2500 در چگالی جریان A/cm25/0 استفاده شود. فشار هیدروژن برای تزریق به خط لوله bar23/17 بار است. برای رساندن هیدروژن به این فشار، از یک کمپرسور الکتروشیمیایی با 1600 سل با مساحت cm2 2500 در چگالی جریان A/cm21 استفاده می‌شود. توان مصرفی الکترولایزر و کمپرسور برای تزریق 5/9 درصد هیدروژن در 3 ژوئن (حداکثر تابش خورشیدی در اصفهان) 64/6 مگاوات است. برای تولید این توان توسط یک سامانه فتوولتائیک 12991 پنل STP550S-C72/Vmh احتیاج است. با در نظر گرفتن فشار الکترولایزر برابر با bar23/17 که برابر با فشار خط لوله گاز است؛ با این شرایط، کمپرسور می‌تواند حذف شود و از الکترولایزر با فشار بالاتر استفاده شود. نتایج نشان می‌دهد که افزایش فشار منتج به افزایش توان مصرفی الکترولایزر و کاهش بازده انرژی آن شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| انرژی هیدروژن؛ الکترولایزر غشا پلیمری؛ کمپرسور الکتروشیمیایی؛ سامانه فتوولتائیک؛ خط لوله گاز شهری | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Hydrogen energy, PEM electrolyzer, Electrochemical compressor, Photovoltaic system, Natural gas pipeline | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohamadreza Zayandehroodi؛ Ebrahim Afshari؛ Mahdi Mosharaf Dehkordi | ||
| Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Isfahan, Isfahan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Green hydrogen, is expected to be one of the significant renewable energy sources for residential uses, transportation, and industry. Among the methods for producing hydrogen, using PEM electrolyzers along with photovoltaic panels stands out. To avoid hydrogen storage and achieve decarbonization, injecting hydrogen into the natural gas pipeline presents a highly effective solution. In this study, the injection of hydrogen into the gas pipeline is examined. To ensure that the injected hydrogen volume remains below 10% of the natural gas flow, a production rate of 20.69mol/s of hydrogen is required. To generate this hydrogen, the number of 3,230cells with 2,500cm2 should be utilized at a current density of 0.5A/cm2. The hydrogen pressure for injection into the pipeline is set at 17.23bar. To achieve this pressure, a 1,600cell electrochemical compressor with 2,500cm2 at 1A/cm2 is employed. The power consumption of electrolyzer and compressor for injecting 9.5% hydrogen on June 3 (maximum solar radiation in Isfahan) amounts to 6.64MW. To generate this power, a photovoltaic consisting of 12,991 STP550S-C72/Vmh panels is required. Given that the pressure of the electrolyzer aligns with the required pipeline pressure of 17.23bar, the compressor can be eliminated in favor of using a higher-pressure electrolyzer. Increasing the pressure results in higher power consumption of the electrolyzer and a reduction in its energy efficiency. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Hydrogen energy, PEM electrolyzer, Electrochemical compressor, Photovoltaic system, Natural gas pipeline | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 216 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 128 |
||