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

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 %8.5 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.

power generation in organic rankine cycle from wasted heat of geothermal energy and boilers to produce hydrogen using a proton exchange membrane electrolyzer

the use of water electrolysis to produce hydrogen gas has received much attention in recent years, because in this method, water is decomposed into hydrogen and oxygen gas without any pollution. in this research, an organic rankine cycle (orc) is simulated and analyzed to utilize waste heat to run an electrolyzer. the power generated by orc is used to produce hydrogen gas in proton exchange membrane electrolyzer (peme). model and codes for the electrolyzer is done by ees software, and thermodynamic analyzes are utilized in order to examine the performance of the proposed model. for the evaporator temperature of 67 ℃, the orc power and thermal efficiency are obtained at 220 kw and 8.5 %, respectively. the production capacity of the electrolyzer considered in this research is 27 kg per hour of hydrogen gas with a temperature of 80 ℃ and a pressure of 101 kpa. water electrolysis is performed using direct current between two electrodes, anode and cathode, which are separated by a membrane. to validate the simulated model, membrane potential at different values of current density is calculated.