Hidrojen Üretimi için Üç Adımlı Cu-Cl Termokimyasal Sistemin Enerji ve Ekserji Analizi

Energy and Exergy Analysis of Three-Step Cu-Cl Thermochemical System for Hydrogen Production

Özet

Termokimyasal çevrim sistemleri yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen ısı ve elektrik enerjisini kullanarak sera gazları salınımı olmadan hidrojen üretimi yaparlar. Sunulan çalışmada tasarlanan yüksek sıcaklık Cu-Cl termokimyasal çevrim sisteminin enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler farklı referans sıcaklık değerleri ve değişen reaksiyon sıcaklıklarına göre incelenerek parametrik çalışmalar oluşturulmuştur. Çevrimin her bir adımı için ekserji hızları, ekserji yıkımları ve tüm çevrimin ekserji verimi araştırılmıştır. 25 oC referans çevre sıcaklığında Cu-Cl termokimyasal çevrimin enerji ve ekserji verimleri sırasıyla 55.41% ve 66.09% bulunmuştur. Ayrıca incelenen sistemdeki en büyük ekserji yıkımı hidrojen üretim adımında gerçekleşmiştir.

Abstract

Thermochemical cycle systems produce hydrogen without the release of greenhouse gases using heat and electrical energy from renewable energy sources. In this study, the energy and exergy analyses of designed high-temperature Cu-Cl thermochemical conversion system are performed. Parametric studies are carried out by examining the analyses according to different reference temperature values and reaction temperatures. The exergy rates and exergy destruction rates for each step of cycle, and also the exergy efficiency of system are investigated. The energy and exergy efficiencies of Cu-Cl thermochemical cycle at a reference ambient temperature of 25 °C are found as 55.41% and 66.09%, respectively. In addition, the maximum exergy destruction in the investigated system occurred in the hydrogen production step.