Puolikennomittauksien käyttö veden alkalielektrolyysikennon staattisen ja dynaamisen toiminnan analysoinnissa

Abstract

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on selvittää, voidaanko veden alkalielektrolyysin puolikennomittauksien avulla tutkia koko alkalielektrolyysikennon stabiilia ja dynaamista toimintaa tarkemmin. Työssä analysoidaan alkalielektrolyysikennolle tehtyjä stabiilin tilan polarisaatiokäyrämittauksia ja dynaamisen toiminnan aaltomuotomittauksia, joissa kennon virta sisältää vaihtovirtakomponentin. Puolikennomittauksia verrataan samanaikaisesti tehtyihin koko kennon mittauksiin, jotta niiden paikkansapitävyyttä voidaan arvioida.

Puolikennomittauksien avulla onnistuttiin arvioimaan työssä koko alakalielektrolyysikennon toimintaa stabiilissa tilassa. Sen sijaan työn dynaamisen toiminnan puolikennomittausjärjestely havaittiin rajoitteiseksi, eikä puolikennomittauksien avulla voitu luotettavasti tutkia koko kennon dynaamista toimintaa. Työn menetelmin ratkaistuna kennon resistanssi osoittautui liian pieneksi ja kennon kapasitanssin vaikutus jännitteen aaltomuotoon ei näkynyt dynaamisen toiminnan puolikennomittauksista muodostetussa kennon aaltomuodossa.

The aim of this bachelor's thesis is to find out whether the half-cell measurements of an alkaline water electrolysis cell can be used to research the static and dynamic operation of whole electrolysis cell in greater detail. In this thesis, half-cell polarization curve measurements and dynamic ripple current measurements from an alkaline water electrolysis cell are analyzed. The half-cell measurements are then compared with whole cell measurements to determine the accuracy of the measurements.

Based on the results, the polarization curve of the whole cell can be reproduced from the half-cell measurements. When it comes to dynamic operation, the proposed half-cell measurement methodology was found to be limited, and it cannot be used to reliably determine the dynamic operation of the whole cell. The measured resistance of the cell turned out to be too low by using the methodology proposed in this thesis, and the effect of the cell capacitance didn't appear correctly in the voltage waveform generated from the half-cell measurements.