Electrolyzer
电解槽的电负载。
模块类型: AcausalElectricPowerSystems.Sources.Electrolyzer
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库中的路径: |
资料描述
座 Electrolyzer 表示与电解槽相关的电负载。 电解槽由阳极和阴极组成，由电解质隔开。 该单元根据提供的电能和水箱中水的温度计算产生的氢气量。
在聚合物电解质膜（pem）电解槽中，这些化学反应决定了阳极和阴极转变。:
电解槽由几个顺序连接的单个电池-电解槽组成。 使用*假设pH*参数对依赖性进行建模 或与永久 .
方程
座 Electrolyzer 计算电力使用:
哪里 -紧张，嗯 -完全抵抗。 总电阻, ，被定义为:
哪里
-
-外部电阻;
-
-该值是从孔的横截面积导出的电阻项 ，阳极和阴极之间的距离 和溶液的电阻率 .
电负载中存储的摩尔能量提供了水电解的过程，并使用此方程计算:
电解槽需要最少量的能量来执行电解。:
哪里
-
-水焓;
-
-反应的熵;
-
-水温;
-
-参考温度。
如果没有足够的电能来解离水，电解槽不会产生氢气。 因此，在块 Electrolyzer 计算电子的摩尔速度, ，和氢的摩尔速度, :
哪里
-
-阿伏加德罗的常数;
-
-电子的能量;
-
-细胞数;
-
-依赖于温度的电解效率。
流过电解槽的电流计算为:
哪里 -法拉第不变。
座 Electrolyzer 使用这些方程计算消耗的水和产生的氢的质量分数:
哪里 -水的摩尔质量，和 -摩尔质量的氢。
来计算 水箱中的水，单位使用
哪里
-
通过：q[<br>]捕获漂浮在溶液中的氢化物（ );
-
-水的摩尔数;
-
-卷;
-
-水箱中水的密度。
电解槽内部溶液中的残余质子随着时间的推移自然增加。 和水箱中水的电导率。 电导率的增加导致失控电子的出现。 为了防止这种现象，有必要通过从中取出整个体积并用干净的水填充来净化水箱中的水。
变量
使用*Initial Targets*参数组在建模前为块参数变量设置优先级和初始目标值。 有关详细信息，请参阅 使用目标值配置物理块.
港口
输入
#
清除,清除
—
清除入口
标量,标量
Details
与吹扫相关联的输入端口是无量纲的。 该信号允许您更换水箱中的水。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
非也。 |
#
卷
—
水量，m3^
标量,标量
Details
输入端口连接到电解槽中的水的体积，在m3。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
非也。 |
#
T
—
水温,K
标量,标量
Details
与水温有关的输入口在K。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
非也。 |
输出
#
n.卷筒,卷筒
—
净化水的体积，m3^
标量,标量
Details
与用于吹扫的水量相关联的出口端口，单位为m3。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
非也。 |
#
pH值
—
水的_pH_
标量,标量
Details
与相关联的输出端口 电解槽中的水，无量纲值。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
非也。 |
#
mdotH2
—
氢气的质量消耗，g/s
标量,标量
Details
与氢气的质量流量相关联的输出端口，单位为g/s。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
非也。 |
#
mdotH2O
—
耗水量，g/s
标量,标量
Details
与消耗水的质量流量相关联的出口端口，单位为g/s。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
非也。 |
参数
Main
#
Assumption pH —
永久或动态_pH_
Constant | Dynamic
Details
指定它是永久的还是动态的 电解槽中。
| 值 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
无 |
#
Resistance —
外部电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
的外部电阻的量。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Cross-sectional transport area —
孔的横截面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac
Details
垂直于连接阳极和阴极的矢量的横截面的面积。 带正电荷的离子通过该区域从阳极移动到阴极，在那里它们被还原并形成氢。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Distance anode-cathode —
阳极和阴极之间的距离
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi
Details
阳极和阴极浸入电解溶液之间的距离。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Number of cells — 细胞数目
Details
电解槽中的电池数量。
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Initial pH — 初始_pH_
Details
初始值 水箱中的水。
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Constant pH — 永久_pH_
Details
常数值 水箱中的水。
依赖关系
要使用此参数，请将*Assumption pH*参数设置为 常数.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# pH vector, pH_vec — 该_pH矢量_
Details
价值向量 . 此参数必须具有与参数*电阻率向量rho_vec*的值向量相同的元素数。
依赖关系
要使用此参数，请将*Assumption pH*参数设置为 动态的.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Electrical resistivity vector, rho_vec —
电阻值向量
m/S | m/mS | m/nS | m/uS | MOhm*cm
Details
电阻值的向量。 此参数必须具有与参数值向量*pH向量pH_vec*相同数量的元素。
依赖关系
要使用此参数，请将*Assumption pH*参数设置为 动态的.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Temperature vector for efficiency, T_vec —
效率的温度向量
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
用于确定电解效率的温度矢量。 该参数必须具有与参数*电解效率向量，效率（T）*相同数量的元素。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Electrolysis efficiency vector, efficiency(T) — 电解的效率向量
Details
电解效率值的向量。 此参数必须具有与效率的*温度向量T_vec*参数相同数量的元素。
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |