Дослідження енергоефективності процесу в електролізерах з електролітиною мембраною

Abstract

UK: Стаття присвячена дослідженню енергоефективності процесу електролізу в електролізерах з електролітичною мембраною під впливом електричних параметрів. Для встановлення цих характеристик, виготовлена експериментальна установка, використано необхідне вимірювальне обладнання, розроблена методика проведення досліджень та проведений необхідний розрахунок виміряних величин. В результаті, виявлено вплив робочої напруги на споживання струму, що протікає через електроди електролізера і споживану ним потужність, значення яких збільшуються із збільшенням робочої напруги. Встановлено, що енергоефективність процесу в електролізерах із застосуванням електролітичної мембрани зменшується із збільшенням робочої напруги. При робочій напрузі у 1,5 В, 1,7 В та 2 В, енергоефективність відповідно складає 90,7%, 89,5% та 88,3%. EN: One of the most promising ways to develop hydrogen energy is based on the use of hydrogen produced by electrolysis, for example. Electrolysis is characterized by the simplicity of the technological scheme, the possibility of efficient use of renewable energy sources, the availability of raw materials and the relative ease of maintenance of power plants. However, a significant disadvantage of this electrochemical method of hydrogen production is the high energy consumption of the water decomposition process. The least energy-intensive is the electrolysis method using an electrolytic membrane, for example. In such a device, the rate of hydrogen evolution and energy efficiency of the process itself will depend on the voltage supplied to the cell. The search for optimal parameters is an urgent task of this work, as such data will provide an opportunity in serial cells to establish the highest energy efficiency of the process. Therefore, the article is devoted to the study of energy efficiency of the electrolysis process in electrolyzers with an electrolytic membrane under the influence of electrical parameters. To establish these characteristics, an experimental setup was made, the necessary measuring equipment was used, research methods were developed and the necessary calculation of the measured values was performed. As a result, the influence of the operating voltage on the current consumption flowing through the electrodes of the cell and the power consumed by it, the values of which increase with increasing operating voltage. It is established that the energy efficiency of the process in electrolyzers using an electrolytic membrane decreases with increasing operating voltage. At operating voltages of 1,5 V, 1,7 V and 2 V, the energy efficiency is 90,7%, 89,5% and 88,3%, respectively. RU: Статья посвящена исследованию энергоэффективности процесса электролиза в электролизерах с электролитической мембраной под влиянием электрических параметров. Для установления этих характеристик изготовлена экспериментальная установка, использовано необходимое измерительное оборудование, разработана методика проведения исследований и проведен необходимый расчет измеренных величин. В результате обнаружено влияние рабочего напряжения на потребление тока, протекающего через электроды электролизера и потребляемую им мощность, значения которых увеличиваются с увеличением рабочего напряжения. Установлено, что энергоэффективность процесса в электролизерах с использованием электролитической мембраны уменьшается с увеличением рабочего напряжения. При рабочем напряжении 1,5 В, 1,7 В и 2 В, энергоэффективность соответственно составляет 90,7%, 89,5% и 88,3%.