碱水电解数学建模综述-胡松
2022-10-23
重点：
•综述了碱电解系统（AWE）的数学建模工作。
•AWE的热力学模型足够精确，几乎没有改进的价值。
•AWE电化学的机理模型研究得很好，但难以校准。
•热的机理模型需要从堆叠扩展到系统。
•气体纯度模型受到越来越多的关注，但精度差，缺乏研究。
摘要：碱性水电解（AWE）是一种相对成熟的水电解技术，在大规模绿色制氢和电能储能中起着重要作用。建模是AWE现象理解、控制分析和优化管理的有力工具。AWE有多种建模形式，但缺乏对建模开发现状和问题的综述。本文综述了对热力学、电化学、热和气体纯度模型的现有建模工作的详细和全面的调查。在已发表的参考文献中研究这些模型的过程中，我们创建了一个简明的建模指南来显示不同子模型之间的关系。本文还总结和比较了针对相同过程或机制的不同建模方法。在此基础上，详细总结了特征参数和操作条件对AWE性能的影响。同时，指出了该研究领域的优点、缺点和不足。电化学建模研究是全面的，但在模型校准过程中，每个子模型的准确性需要专门的实验验证。气体纯度建模研究很少，模型预测精度可以达到令人满意的水平。基于该模型的气体纯度控制策略和优化方法亟待开发。与热建模相关的研究很少，预测精度仍需进一步提高。基于热模型的应用范围和热管理策略有待深入探讨。这项工作可以为初学者提供指导方针，并为进一步改进AWE建模提供未来的方向。
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