Dynamic modeling and simulation of a proton exchange membrane electrolyzer for hydrogen production

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作者
Abhilash Awasthi,Keith Scott,Suddhasatwa Basu
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:36 (22): 14779-14786 被引量:235
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2011.03.045
摘要

Computational model of a proton exchange membrane (PEM) water electrolyzer is developed to enable investigation of the effect of operating conditions and electrolyzer components on its performance by expending less time and effort than experimental investigations. The work presents a dynamic model of a PEM electrolyzer system based on MATLAB/Simulink software. The model consists mainly of four blocks – anode, cathode, membrane and voltage. Mole balances on the anode and cathode blocks form the basis of the model along with Nernst and Butler–Volmer equations. The model calculates the cell voltage by taking into account the open circuit voltage and various over-potentials. The model developed predicted well the experimental data on PEM water electrolyzer available in the literature. The dynamic behavior of the electrolyzer system is analyzed and the effects of varying electrolyzer temperature and pressure on electrolyzer performance and over-potentials are presented.
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