Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rynek wodoru – podsumowanie stanu obecnego i perspektywy produkcji

Stolarczyk Paulina, Małyska Paweł, Kraciński Paweł

Rynek Energii

|

2025

|

Nr 2

45--56

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące rynku wodoru. Charakteryzowano techniki wytwarzania wodoru i metody generacji energii elektrycznej z wodoru. Omówiono koszty produkcji wodoru, a także koszty społeczne związane z produkcją wodoru, które należy uwzględnić przy rozwijaniu gospodarki wodorowej w kraju. Opisano również regulacje prawne na poziomie krajowym, odnosząc się do prawodawstwa Unii Europejskiej. Wodór odgrywa coraz większą rolę w globalnej transformacji energetycznej, a Polska, dostrzegając jego potencjał, stopniowo opracowuje strategie w tym zakresie. Zapewnienie odpowiedniej infrastruktury energetycznej ma kluczowe znaczenie dla skutecznego powiązania podaży wodoru z popytem.

EN

The article presents information about the hydrogen market. It characterizes techniques for hydrog generation and for deriving electrical energy from hydrogen. The costs of hydrogen production are determined, 2 the social costs (both internal and external) associated with hydrogen production are presented, emphasizing the that should be considered when developing a hydrogen economy in the country. Finally, national regulations discussed, with reference to European Union legislation. Hydrogen is playing an increasingly important role in global energy transition, and Poland, recognizing its potential, is gradually developing strategies in this area. ] suring adequate energy infrastructure is essential to effectively link hydrogen supply with demand.

2

Electrochemical CO2 reduction in modern energy as a method of production of propanol and other alternative fuels

Böhm Łukasz, Hulak Dominik, Janusz-Szymańska Katarzyna, Remiorz Leszek, Chmielniak Tadeusz

Rynek Energii

|

2025

|

Nr 1

71--77

EN

The article describes the basic aspects of the electrochemical carbon dioxide reduction process and the catalysts and electrolytes used in it. It is followed by a discussion of the application of this technology, discussing possible conversion products. The process of electrochemical reduction of carbon dioxide, given the current progress in its development, appears to be a promising way to manage this gas, especially given current trends related to the decarbonization of many industries and the search for new methods of disposing of CO2. Since the invention of the technology, advances in reactor design and the discovery of new catalysts have made the process - given the right parameters - economically viable for simple products such as carbon monoxide and formic acid. However, further research work is needed before the process can find industrial application in the production of particularly desirable hydrocarbons such as propanol and ethylene.

PL

Artykuł opisuje podstawowe aspekty procesu elektrochemicznej redukcji dwutlenku Węgla oraz wykorzystywane W nim katalizatory i elektrolity. W dalszej części pracy poruszono zagadnienie zastosowania tej technologii, omawiając możliwe produkty konwersji. Proces elektrochemicznej redukcji dwutlenku węgla, z uwagi na obecny postęp W jej rozwoju, wydaje się być obiecującym sposobem zagospodarowania tego gazu, szczególnie biorąc pod uwagę obecne trendy związane z dekarbonizacją wielu sektorów przemysłu oraz poszukiwaniem nowych metod utylizacji C02. Od momentu wynalezienia tej technologii, postęp W budowie reaktorów i odkrycie nowych katalizatorów sprawiły, że proces — przy odpowiednich parametrach - może być uzasadniony ekonomicznie dla prostych produktów, takich jak tlenek Węgla oraz kwas mrówkowy. Jednakże, zanim proces ten znajdzie zastosowanie przemysłowe W produkcji szczególnie pożądanych węglowodorów, takich jak propanol czy etylen,konieczne są dalsze prace badawcze.

3

Elektrolizery w produkcji wodoru : przegląd technologii

Stolecka-Antczak Katarzyna, Klejnowski Mateusz

Przemysł Chemiczny

|

2025

|

T. 104, nr 10

1039--1041

PL

Przedstawiono przegląd technologii elektrolizerów stosowanych do produkcji wodoru. Omówiono i porównano dostępne systemy elektrolizy wody. Przeanalizowano ich zasadę działania, sprawność oraz możliwości integracji z odnawialnymi źródłami energii. Zidentyfikowano kluczowe bariery techniczne i ekonomiczne ograniczające rozwój technologii elektrolizy.

EN

A review, with 11 refs., of water electrolysis technologies for H₂ prodn. The main types of electrolyzers were discussed and compared. Their operating principles, efficiency, and potential for integration with renewable energy sources were analyzed. Key technical and economic barriers to the development of electrolysis technologies were identified.

4

Elektrolizery wodoru, stan obecny, wyzwania i kierunki rozwoju

Neska Mirosław, Majcher Andrzej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 9

9--15

PL

Transformacja energetyczna i odchodzenie od gospodarki opartej na paliwach kopalnych w stronę odnawialnych źródeł energii rodzą nowe wyzwania w pozyskiwaniu i efektywnym zagospodarowaniu energii elektrycznej. Jednym z ważnych elementów tych działań jest zastosowanie systemów elektrolizerów i ogniw paliwowych. Systemy elektrolizerów mogą spełniać funkcję dualnego układu: z jednej strony produkować wodór dla odbiorcy końcowego, z drugiej zaś oferować usługę równoważenia pracy sieci elektroenergetycznych poprzez pochłanianie nadmiaru energii elektrycznej powstałego z chwilowych skoków produkcji OZE. W artykule omówiono budowę i funkcjonowanie aktualnie dostępnych czterech rozwiązań elektrolizerów wody. Przeanalizowano ich wady i zalety oraz przedyskutowano wyzwania stojące przed tą technologią pozyskiwania wodoru.

EN

The energy transformation and the move away from a fossil fuel-based economy towards renewable energy sources (RES) raises new challenges in obtaining and efficient management of electricity. One of the important part of this is the use of electrolyser and fuel cell systems. Electrolyser systems can act as dual systems, on the one hand producing hydrogen for the end user, and on the other offering the service of balancing the operation of electricity grids by absorbing the excess electricity generated from temporary surges in RES production. The article discusses the design and operation of the currently available, four water electrolyser solutions. Their advantages and disadvantages are analysed and the challenges facing this hydrogen extraction technology are discussed.

5

Effect of anode surface area on discharge onset voltage in the cathodic regime of plasma-driven solution electrolysis of aqueous electrolytic solution

Bespalko Sergii, Halychyi Oleksii, Al-Mhanna Najah, Siedlecki Marcin, Mizeraczyk Jerzy

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 10

106--111

EN

This paper presents the results of an experimental study investigating the effect of the anode surface area exposed to the aqueous electrolytic solution on the discharge onset voltage required for plasma formation at the negatively charged electrode (cathode) in the cathodic regime of plasma-driven solution electrolysis (PDSE). The study demonstrates that increasing the active surface area of the anode from 3 cm² to approximately 305 cm² leads to a 25.2% reduction in the discharge onset voltage, decreasing it from 59.2 V to 44.3 V. Simultaneously a 5% decrease in the discharge onset current was observed, resulting in a 28.7% reduction in the discharge onset power. This insight is especially significant as it reveals an additional approach to reducing energy consumption in the PDSE process.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych prac badawczych dotyczących wpływu powierzchni czynnej anody zanurzonej w wodnym roztworze elektrolitycznym na minimalne napięcie wymagane do powstania wyładowań plazmowych na elektrodzie o ujemnym potencjale (katodzie) podczas elektrolizy plazmowej (ang. PDSE) pracującej w reżimie katodowym. Badania wykazały, że zwiększenie czynnej powierzchni anody z 3 cm² do około 305 cm² prowadzi do obniżenia napięcia punktu rozpoczęcia wyładowań z 59,2 V do 44,3 V (redukcja o 25,2%). Zaobserwowano również 5% spadek prądu rozpoczęcia wyładowania, co ostatecznie skutkowało 28,7% redukcją mocy potrzebnej do rozpoczęcia wyładowania. Ten wynik ma szczególne znaczenie, ponieważ ujawnia możliwe dodatkowe podejście do redukcji zużycia energii w procesie PDSE.

6

Jaka jest przyszłość systemów produkcji i wykorzystania OZE - w tym odnawialnego wodoru i amoniaku – w kontekście produkcji ciepła i energii elektrycznej?

Umeda Tomoho

Kierunek Chemia

|

2025

|

Nr 2

98--102

7

A comparative assessment of hydrogen production technologies and its storage

Afzal Maira, Arif Muhammad Usman, Bakar Muhammad Abu, Gul Sabba

Journal of Power Technologies

|

2025

|

Vol. 105, nr 1

64--76

EN

This paper represents a review of hydrogen production systems using different methods, showing the importance and many parameters involved in producing hydrogen gas. Methodologies that are included in this review paper are water electrolysis, alkaline electrolysis, thermochemical water splitting, biomass, catalytic generation of hydrogen by ZrO2, polyethylene glycol, geothermal energy, wind energy, niobium-based photo catalyst, natural gas, artificial leaf, and biological production. Water electrolysis involves electricity breaking the water molecule into oxygen and hydrogen. A power supply is given to both positive and negative electrodes, dipped into the electrolyte and in alkaline electrolysis, an aqueous potassium hydroxide solution is used. The following method is thermo-chemical water splitting, a cycle loop of reactions with no greenhouse gas emission. It requires a high temperature to split the water molecule into oxygen and hydrogen. Biomass is a friendly method in which a low biomass concentration is used to avoid the polymerization of products. Zirconia is a catalyst used to increase the rate of gasification in biomass technology. Zirconia is also used in another method to degrade the polyethylene glycol in Inconel at high temperatures to produce hydrogen. Another reliable method used to produce hydrogen is the geothermal energy method which requires a PEM electrolyzer and is operated at a specific temperature range. The latest technology, an artificial leaf with a photovoltaic Si junction sandwiched by Co-OEC and NiMoZn catalysts, produced oxygen and hydrogen in the presence of sunlight and water after the formation of hydrogen stored in liquid and solid form by process of absorption and adsorption.

8

W poszukiwaniu źródeł dostępnego cenowo wodoru

Boiski Maciej, Pawlik Bartłomiej, Romaniuk Krzysztof, Sławiński Andrzej, Sobczak Bartłomiej

Energetyka

|

2025

|

nr 11

664--666

PL

Artykuł analizuje ewolucję roli wodoru w transformacji energetycznej w latach 2019-2025, koncentrując się na zjawisku określanym jako hydrogen swing. W początkowym okresie wodór postrzegano jako uniwersalny nośnik energii i kluczowy element strategii osiągnięcia neutralności klimatycznej. Te ambitne oczekiwania z biegiem czasu uległy korekcie, głównie z powodu wysokich kosztów produkcji, ograniczeń infrastrukturalnych oraz niewystarczającej podaży energii odnawialnej. W artykule przedstawiono oceny ekspertów dotyczące poziomów gotowości technologicznej (TRL) oraz wskaźników gotowości komercjalizacyjnej (CRI) dla różnych metod produkcji wodoru. Reforming parowy metanu (SMR) oraz zgazowanie węgla okazały się najbardziej dojrzałymi technologiami (TRL 7-9, CRI 4-6), podczas gdy elektroliza oraz alternatywne metody, takie jak biomasa czy wodór oparty na energii jądrowej, pozostają mniej rozwinięte. Analiza kosztów wskazuje, że w obecnych warunkach w Polsce najbardziej konkurencyjną ekonomicznie formą jest wodór produkowany z biogazu poprzez reforming, z kosztami wytworzenia na poziomie 25-35 PLN/kg w porównaniu z elektrolizą opartą na OZE i spełniającą warunki FRNBO, której koszt produkcji wynosi 50-60 PLN/kg.

EN

The article analyzes the evolution of the role of hydrogen in the energy transition between 2019 and 2025, focusing on the phenomenon referred to as the hydrogen swing. In the early period, hydrogen was perceived as a universal energy carrier and a key element of strategies to achieve climate neutrality. Over time, these ambitious expectations were adjusted, due to high production costs, infrastructure limitations, and insufficient renewable energy supply.The study presents expert assessments regarding Technology Readiness Levels (TRL) and Commercial Readiness Index (CRI) for various hydrogen production methods. Steam Methane Reforming (SMR) and coal gasification proved to be the most mature technologies (TRL 7-9, CRI 4-6), whereas electrolysis and alternative methods, such as biomass-based hydrogen or nuclear-based hydrogen, remain less developed. Cost analysis indicates that, under current conditions in Poland, the most economically competitive form is hydrogen produced from biogas via reforming, with production costs of 25-35 PLN/kg, compared to electrolysis based on renewable energy sources (RES) meeting FRNBO requirements, which costs 50-60 PLN/kg.

9

Bipolar membrane electrolyzer for sodium hypochlorite generation

Collana Juan Taumaturgo Medina, Mendoza Gladis Reyna, Venegas Luis Carrasco, Chavez Carmen Luna, Cadillo Agerico Pantoja, Hurtado Denis Gabriel, Llanos Segundo Vásquez

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2025

|

Vol. 26, iss. 2

230--238

EN

The objectives of this research work were the construction and evaluation of a laboratory scale electrolytic cell using a bipolar membrane for the production of sodium hypochlorite. The dependence of the cell operation factors on the sodium hypochlorite concentration and specific energy consumption was evaluated, using sodium chloride solutions previously prepared in the laboratory; the experiments were carried out following a factorial design with three levels (3, 4 and 5 V) for the electric potential and sodium chloride concentration (10 and 30 g/L), maintaining a constant electrolysis time of 120 min and recirculation flow of the solutions in both compartments at 350 mL/min. The results showed that the achieved sodium hypochlorite concentration is in the range of (540–1040 mg/L) and power consumption is in the range of (2.1–5.35 kW/kg of NaClO). The sodium hypochlorite concentration and energy consumption were strongly affected by the electric potential applied to the cell, as the voltage increased from 3 to 5 V. In conclusion, this research revealed that this is a promising technology, especially if low concentrations of sodium hypochlorite are used.

10

Wstępna identyfikacja strategicznych obszarów zastosowania zielonego wodoru w procesach technologicznych KGHM Polska Miedź S.A.

Strzelecki Michał

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2025

|

nr 3-4

5--15

PL

Artykuł przedstawia analizę możliwości wdrożenia zielonego wodoru w kluczowych procesach technologicznych i energetycznych KGHM Polska Miedź S.A. Uwzględniono charakterystykę dostępnych technologii produkcji wodoru, ze szczególnym uwzględnieniem potencjału integracji elektrolizerów PEM i SOEC z istniejącą infrastrukturą oraz planowanymi źródłami energii odnawialnej. Wskazano główne komponenty koncepcji wodorowego hubu KGHM, obejmujące produkcję, magazynowanie oraz dystrybucję wodoru na potrzeby procesów hutniczych, kogeneracyjnych i logistyki wewnętrznej. Przeanalizowano potencjalne obszary zastosowania wodoru w ciągu technologicznym oraz możliwości jego wykorzystania w technologiach Power-to-X. Zidentyfikowano kluczowe bariery techniczne, środowiskowe i operacyjne związane z transformacją paliwową, wskazując, że największy potencjał redukcji emisji gazów cieplarnianych występuje w procesach hutniczych, natomiast wdrożenia o niższej złożoności mogą być realizowane w obszarach pomocniczych. Niniejsza praca ma charakter wstępnej analizy koncepcyjnej. Jej zakres ogranicza się do identyfikacji potencjalnych obszarów zastosowania zielonego wodoru w strukturze technologicznej KGHM i jakościowej oceny ich potencjału wdrożeniowego. Artykuł nie obejmuje szczegółowych bilansów energetycznych, analiz techniczno-ekonomicznych ani ocen opłacalności poszczególnych instalacji, które wymagają odrębnych, pogłębionych studiów wykonalności. W dalszych etapach badań przewiduje się wykonanie modelowania procesów, testów kompatybilności materiałowej, analiz cyklu życia (LCA) oraz szczegółowej oceny wpływu wodoru na parametry technologiczne i eksploatacyjne procesów hutniczych. Wyniki niniejszej pracy stanowią podstawę do projektowania szczegółowych analiz stanowiskowych oraz opracowania mapy drogowej wdrożenia technologii wodorowych w przedsiębiorstwie.

EN

The paper presents an analysis of the potential for implementing green hydrogen in key technological and energy-related processes at KGHM Polska Miedź S.A. The study includes a characterization of available hydrogen production technologies, with particular emphasis on the potential integration of PEM and SOEC electrolyzers with existing infrastructure and planned renewable energy sources. The main components of the proposed KGHM hydrogen hub are identified, encompassing hydrogen production, storage, and distribution for metallurgical processes, cogeneration systems, and internal logistics. Potential areas for hydrogen application along the technological process chain are examined, as well as opportunities for hydrogen utilization in Power-to-X technologies. Key technical, environmental, and operational barriers associated with fuel transformation are identified, indicating that the greatest potential for greenhouse gas emission reduction lies in metallurgical processes, while lower-complexity implementations may be feasible in auxiliary systems. This study is of a preliminary and conceptual nature. Its scope is limited to the identification of potential areas for green hydrogen application within the technological structure of KGHM and a qualitative assessment of their overall implementation potential. The paper does not include detailed energy balances, techno-economic analyses, or cost-effectiveness assessments of individual installations, which require separate, in-depth feasibility studies. Future research will focus on process modeling, material compatibility testing, life cycle assessment (LCA), and a detailed evaluation of the impact of hydrogen on technological and operational parameters in copper metallurgy. The results of this study provide a basis for the development of site-specific detailed analyses and for the preparation of a roadmap for the implementation of hydrogen technologies within the company.

11

Mathematical modeling of the hydrogen evolution process on nickel, cobalt, and Co–Ni alloy coatings in acidic and alkaline environments

Domańska Aleksandra J., Skitał Piotr M.

Chemical and Process Engineering : New Frontiers

|

2025

|

Vol. 46, nr 1

art. no. e82

EN

The content of this study discusses the kinetic issues of hydrogen evolution on metallic surfaces. For this purpose, the electrochemical deposition of Ni, Co, and Co–Ni alloy coatings from chloride baths on chromium-nickel steel (304) substrates was conducted. The deposited materials were then used as the cathode for electrolytic hydrogen evolution. Due to differences in electrochemical reaction mechanisms, the studies were carried out in acidic (0.5 M H2SO4) and alkaline (1 M NaOH) environments. Using different polarization rates (0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 2 V/s), cyclic voltammetry (CV) curves were recorded, showing the current intensity as a function of potential. Based on the experimental H2 evolution curves and the ESTYM_PDE program, a mathematical model was developed to determine the parameters of the hydrogen evolution reaction (HER) on the metal and alloy coatings.

12

Instalacje power-to-x oparte na stałotlenkowych elektrolizerach jako rozwiązania do integracji sektorów - możliwości, wyzwania i dotychczasowe realizacje

Kupecki Jakub

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2024

|

R. 92, nr 2

11--15

PL

Stałotlenkowe ogniwa elektrochemiczne (SOC) są jedną z najbardziej innowacyjnych technologii, która może odegrać istotną rolę w obszarze elektroenergetyki, w przemyśle energochłonnym oraz w rozproszonych systemach generacji energii elektrycznej i ciepła. Urządzenia te mogą pracować w trybie elektrolizera lub w trybie ogniwa paliwowego. Zależnie od sposobu ich wykorzystania stanowią one rozwiązanie do elektrochemicznego rozkładu wody (pary wodnej) na tlen i wodór lub umożliwiają konwersję paliw różnego typu do energii elektrycznej wraz z produkcją ciepła odpadowego o walorach użytkowych. Technologia ta jest rozwijana w Polsce od blisko 20 lat. Jak dotąd w Polsce powstało kilka instalacji z ogniwami SOC, które pracują w trybie: elektrolizera, ogniwa paliwowego jak i w trybie pracy rewersyjnej jako magazyn energii. W artykule omówiono: podstawy teoretyczne, ogólną specyfikację technologii oraz jej potencjał wraz z przykładami instalacji, za których projekt, dostawę i eksploatację odpowiadał zespół Instytutu Energetyki - Państwowy Instytut Badawczy.

EN

Solid oxide electrochemical cells (SOCs) are one of the most innovative technologies which can play a key role in power sector, energy-intensive industries, and distributed systems which produce electricity and heat. Systems based on SOCs can operated either in electrolysis or fuel cell mode. In the first one, they can be used to split water into oxygen and hydrogen. In the second mode, generation of electricity and heat is possible when SOCs are fed by fuel. Poland has been pioneering solid oxide cells for 20 years. Up to date, several systems with SOCs operated in fuel cell mode (SOFC) and in electrolysis mode (SOE), were delivered. Additionally, system with the functionality to operated as reversible system (rSOC) used for energy storage was designed, built and operated. The article summarizes theoretical background of the technology, typical specification of systems and their potential in various sectors. Units which are discussed in the paper were delivered by the Institute of Power Engineering - National Research Institute.

13

Zielony wodór – metody wytwarzania

Gburzyńska Marta

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2024

|

nr 6

25--28

PL

artykule poruszono temat metod produkcji wodoru z odnawialnych źródeł energii. W kontekście globalnych dążeń do dekarbonizacji i osiągnięcia neutralności klimatycznej, skupiono się na pięciu głównych metodach: elektrolizie wody, fotolizie wody, termochemicznym rozkładzie wody, biologicznej produkcji wodoru oraz wykorzystaniu biomasy i odpadów.

EN

The article addresses the topic of hydrogen production methods from renewable energy sources. In the context of global efforts towards decarbonization and achieving climate neutrality, it focuses on five main methods: water electrolysis, water photolysis, thermochemical water splitting, biological hydrogen production, and the utilization of biomass and waste.

14

Effect of the indirect sonication on the plasma formation and energy parameters in the cathodic regime of the plasma-driven solution electrolysis

Bespalko Sergii, Siedlecki Marcin, Markiewicz Justyna, Mizeraczyk Jerzy

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 10

277--280

EN

The paper presents the experimental study's results on indirect sonication's effect on plasma formation and energy parameters in the cathodic regime of plasma-driven solution electrolysis (PDSE). In the study, two types of experiments were carried out. The first was to observe the effect of the indirect sonication on the transformation of the DC electrolysis of 10 wt% Na2CO3 aqueous solution from its Faradaic regime to the cathodic regime of PDSE with increasing the applied DC voltage. Sonication was found to decrease the average power needed to attain the plasma formation at the discharge electrode by ca. 10% compared to PDSE without sonication. The second experiment concerned the statistical determination of the energy parameters (current density and power consumption) in the cathodic regime of PDSE with varying the applied DC voltage. It was revealed that sonication reduces the applied DC voltage by 14 V to achieve the minimum current density at which sonication exhibits a synergetic effect on PDSE, reducing the power consumption by 21.5% compared to PDSE without sonication.

PL

W artykule opisano wyniki badań wpływu sonikacji pośredniej na powstawanie plazmy oraz na parametry energetyczne plazmowej elektrolizy roztworu (PDSE) podczas pracy w reżimie katodowym. W ramach badań przeprowadzono dwa rodzaje eksperymentów. Pierwszy polegał na obserwacji wpływu sonikacji pośredniej na przebieg elektrolizy roztworu wodnego 10% (w/w) Na2CO3 i przejścia z reżimu faradycznego na reżim katodowy PDSE podczas zwiększania wartości napięcia stałego. Stwierdzono, że sonikacja obniża o ok. 10 % średnią moc potrzebną do wytworzenia plazmy na elektrodzie roboczej w porównaniu do elektrolizy prądem stałym bez sonikacji. Drugi eksperyment dotyczył statystycznego określenia parametrów energetycznych (gęstość prądu i zużycie energii) w reżimie katodowym PDSE przy różnych wartościach napięcia stałego. Wykazano, że dzięki sonikacji wartość napięcia potrzebna do osiągnięcia minimalnej gęstości prądu, przy której zachodzi efekt synergiczny z PDSE była niższa o 14 V, jednocześnie powodując obniżenie zużycia energii o 21,5% w porównaniu do PDSE bez sonikacji.

15

Electrode Selection and Catalyst Evaluation in Hydrogen Production from Alkaline Water Electrolysis: A Review

Walke Santosh, Bhambare Parimal, Rizwan Syed, Al Rashdi Shabib

Chemical and Process Engineering : New Frontiers

|

2024

|

Vol. 45, nr 4

art. no. e81

EN

Generating hydrogen, through alkaline water electrolysis shows promise as an energy source. This review delves into the significance of choosing the electrodes and evaluating catalysts to enhance the efficiency and performance of hydrogen production. It summarizes the activation energy and losses linked to reactions in alkaline electrolysis emphasizing the necessity for electrode materials and catalysts. The review also touches upon challenges such as electricity consumption and platinum group metal based electro catalysts proposing various electrode materials and catalysts with superior activity and selectivity for hydrogen production. Additionally, it discusses electrolysis cell designs that facilitate separating by-products from hydrogen gas. The study reveals that with low over potentials of 70, 318, and 361 mV at 10, 500, and 1000 mA cm−2, respectively, NiOx/NF exhibits strong alkaline hydrogen evolution activity, resulting in great performance in alkaline HER. Moreover, it outlines advancements in alkaline water electrolysis technology focusing on enhanced efficiency and reduced operating costs associated with electricity consumption. Overall this review underscores the role of selecting electrodes and evaluating catalysts in optimizing hydrogen production from alkaline water electrolysis.

16

Modeling, analysis, and techno-economic assessment of a clean power conversion system with green hydrogen production

Sebbagh Toufik

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 4

art. no. e150115

EN

The power sector confronts a crucial challenge in identifying sustainable and environmentally friendly energy carriers, with hydrogen emerging as a promising solution. This paper focuses on the modeling, analysis, and techno-economic evaluation of an independent photovoltaic (PV) system. The system is specifically designed to power industrial loads while simultaneously producing green hydrogen through water electrolysis. The emphasis is on utilizing renewable sources to generate hydrogen, particularly for fueling hydrogen-based cars. The study, conducted in Skikda, Algeria, involves a case study with thirty-two cars, each equipped with a 5 kg hydrogen storage tank. Employing an integrated approach that incorporates modeling, simulation, and optimization, the techno-economic analysis indicates that the proposed system provides a competitive, cost-effective, and environmentally friendly solution, with a rate of 0.239 $/kWh. The examined standalone PV system yields 24.5 GWh/year of electrical energy and produces 7584 kg/year of hydrogen. The findings highlight the potential of the proposed system to address the challenges in the power sector, offering a sustainable and efficient solution for both electricity generation and hydrogen production.

17

Modeling and Performance Analysis of Hydrogen Powered Hybrid Bike

Gurunathan Manoj Kumar, Hynes N. Rajesh Jesudoss, Bartoszuk Marian, Sujana Angela J., Al-Khashman Omar

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no. 3

360--368

EN

One of the most straightforward and affordable ways to produce hydrogen is by alkaline water electrolysis. In order to split water molecules into hydrogen and oxygen, an electrolyser is often subjected to current levels of 1.23V. The electrodes in an electrolytic cell are the primary structural component. The cathode electrode type is the one where hydrogen is created via the reduction reaction between the two types of electrodes. LPG is combined with hydrogen at a 4:1 ratio to lower the combustion energy because hydrogen cannot be used directly in a traditional SI engine due to its higher energy production during combustion. With the aid of a vaporizer unit, the hydrogen and LPG are combined in the necessary ratio. Through the bypass line created on the input manifold before the carburettor, where air is also mixed with the hydrogen-LPG fuel with the A/F ratio of 17:1 (stoichiometric ratio) for complete combustion, the fuel mixture is transported to the engine's combustion chamber. Due to the usage of LPG and hydrogen, full combustion may occur as a result of the production of a blue flame during combustion. Better mixing of the fuel and air can be achieved since the fuel mixture is conveyed in va-por state instead of semi-liquid form as in a conventional SI engine. This approach of using mix fuel (LPG+H2) for con-ventional SI engines can lower nitrogen oxide and hydrocarbon values in the exhaust gas more effectively.

18

Investigation of Sodium Hydroxide on the Electrolysis and Silica based Nano fluid on the Performance of Proton Exchange Membrane Fuel Cell

Satyanarayana Addala, Naidu I.E.S.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no. 5

413--420

EN

Energy efficiency is a global need to decrease net emissions and optimise the use of renewable energy sources. Ongoing research focuses on optimizing the use of renewable energy resources to maximize their consumption. Fuel cells, which utilise water to generate electricity, are among these renewable energy resources. Nevertheless, as previously said, there is ongoing research focused on optimising the synthesis of hydrogen and the extraction of voltage and current. In this study, we present the utilisation of sodium hydroxide (NaOH) in the extraction of hydrogen and silica nanoparticles for the enhancement of power values. The experiment clearly demonstrates that using a 50% NaOH solution resulted in the production of about 5.602 litres of hydrogen gas. Furthermore, the molar percentage of hydrogen in the final product was determined to be 85.74%. The gas chromatography analysis findings indicate that the product contains 81.58% hydrogen, 11.62% nitrogen, and 0.04% carbon dioxide. The electrical efficiency achieved is 86% with a heat loss of 13.96%. In addition, the research included the introduction of silica nanoparticles into the water. It was noted that this led to an increase in power density when the relative humidity was about 70%. The study also revealed that these nanoparticles had the potential to boost fuel cell performance.

19

Electrochemical Process Investigation of Synthesizing Magnesium Oxide from Bittern Solution for Solid Oxide Fuel Cells Sealant

Sulistyo, Saefudin Slamet, Sulardjaka, Rahman Reza Abdu

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no. 6

476--483

EN

Magnesium oxide (MgO) is an essential material for producing solid oxide fuel cells (SOFC) sealant. It can be derived from bittern waste. The common approach uses membrane electrolysis, which requires complex equipment and high energy costs. Alternatively, direct electrolysis can be taken using proper parameters to maximize the production rate. This work analyzes the process according to the input voltage, which varies between 10 and 16 Volts. The designed working voltage is suitable for direct conversion from renewable sources such as photovoltaic. The evaluation shows that the working voltage notably affects the reaction rate of the bittern solution. The working voltage of 16 Volts has the lowest power factor (2.58), while the working voltage of 10 Volts indicates the highest power factor of 3.56. It makes the reaction rate for the working voltage of 10 Volts extremely low, causing the lowest production rate of MgO with only 4.27 Grams. Oppositely, the suitable working voltage improves the production of MgO up to 75%. Microscope evaluation indicates that the produced MgO from the process has a lower agglomeration concentration after heat treatment at 700 °C, which is desirable to ensure effective fuel transfer in fuel cell apparatus.

20

Innovative hydrometallurgy for galvanic sludge sustainable recovery

Brožová Silvie, Drápala Jaromír, Brož Jiří, Macháčková Adéla

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2023

|

Vol. 5, iss. 1

46--56

EN

The manuscript explores the feasibility of recovering zinc and iron from waste galvanic sludge generated during galvanic plating processes. Galvanic sludge, characterized by elevated concentrations of heavy metals, represents a suitable candidate for hydrometallurgical recycling. The primary objective of the experimental and practical phases was to extract zinc and iron through the leaching of galvanic sludge. Leaching procedures were conducted using sulfuric acid at varying temperatures and time durations, augmented by the introduction of oxidizing agents such as hydrogen peroxide or ozone. Subsequent separation of the leach and filtrate was achieved through filtration. The leachate underwent additional processing involving the precipitation of iron and other metals, employing diverse agents. Following further filtration, electrolysis was employed to attain pure zinc on the cathode, utilizing an electrical voltage of approximately 3 V. Comprehensive chemical analyses were conducted on all intermediate products, including the leachate, leach liquor, filtrate, solid precipitate, and the separated metal on the cathode. The outcomes of these analyses are meticulously presented in tables and graphs.