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Numerical simulation of the distribution of reverse currents in a practical alkaline water electrolysis stack immediately after electrolysis

堆栈(抽象数据类型) 电解 电极 电流(流体) 材料科学 降级(电信) 聚合物电解质膜电解 机械 化学 电解质 计算机科学 热力学 物理 电信 物理化学 程序设计语言
作者
Naruhisa Tsukase,Takuto Araki,Ashraf Abdel Haleem,Kensaku Nagasawa,Yoshiyuki Kuroda,Shigenori Mitsushima
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:49: 701-712 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.09.006
摘要

In alkaline water electrolysis, reverse currents are reported to occur after rapid cell voltage change due to the electrodes oxidation state difference and such currents lead to electrodes degradation. The reverse current problems can be more severe in practical applications with larger electrode sizes and larger numbers of cells. In this study, reverse current with changes in the oxidation state of electrodes and potential distribution after sudden shutdown were analyzed based on a multi-physical simulation considering an electronic and ionic conduction in practical-scale. The effects of stack height, number of cells, and ionic resistance through the manifold on the reverse current distribution were investigated. The numerical results reveal that, especially under the condition of low manifold resistance and higher stack height, the discharge current extremely concentrated near the bottom of the edge electrode. This information is important for future stack development because this current concentration can cause severe stack degradation.
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