SNUEI

Investigating influence of geometry and operating conditions on local current, concentration, and crossover in alkaline water electrolysis using computational fluid dynamics

2021 · Electrochimica Acta

저자

Joseph Steven Lopata, 강상규 (Sanggyu Kang), Hyun‐Seok Cho, Cheolhee Kim, John W. Weidner, Sirivatch Shimpalee

연구주제

Fuel Cells and Related Materials · Electrocatalysts for Energy Conversion · Membrane-based Ion Separation Techniques

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

에너지/자원 > 신재생에너지 > 수소에너지 외

배정 근거: 지원 과제의 분류와 AI 키워드가 잡은 과제의 분류를 반씩(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

알칼라인 수전해 diaphragm electrolyzer gas crossover

전산유체역학(CFD)

키워드 (OpenAlex)

alkaline water electrolysis diaphragm electrolyzer gas crossover liquid saturation cell voltage local current density 3D CFD simulation

초록

We use a three-dimensional computational fluid dynamics model to examine the liquid saturation, KOH concentration, and gas crossover in an alkaline diaphragm water electrolysis device. The effects of cell potential, solution feed rate, and aspects of the design such as the locations and widths of channels on performance and crossover were studied. The results build a case for implementing a separator transport model and an electrode/separator interface model because of the concentration changes observed at the anode and cathode. Simulations suggest a strong relationship between solution feed rate and the nature of dissolved gas crossover through the diaphragm due to the differential liquid pressure driving force. This work underscores the importance of three-dimensional modeling for the design of electrochemical cells, as it can identify issues linked to the geometry, e.g., low local cur…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
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교수 1

강상규

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