Simulation and analysis of the performance of electrolysers for hydrogen production: influence of operational parameters

Abstract

Cette étude présente un cadre de simulation intégré combinant la modélisation du traitement de l'eau via le logiciel WAVE et un modèle électrochimique détaillé d’un électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM) développé sous Simulink. Elle vise à évaluer l’impact de la qualité de l’eau traitée à partir de différentes configurations d’osmose inverse (RO) et de nanofiltrat ion (NF) sur la production d’hydrogène et l’efficacité à long terme du système. Trois sources d’eau en Algérie ont été étudiées : l’eau de mer, l’eau de la nappe du Lias et celle de la nappe de l’Albien. Les résultats issus de WAVE ont montré que les systèmes hybrides, notamment RO/NF90, offrent un bon compromis entre pureté de l’eau et consommat ion énergétique — par exemple, l’eau du Lias a atteint une conductivité de 9 µS/cm avec une consommation de 0,89 kWh/m³. Ces valeurs ont été utilisées dans le modèle PEM pour simuler le rendement, la production de gaz et la dégradation des performances dans le temps. Les résultats ont révélé que l’eau du Lias offre la meilleure performance globale en termes de pureté, de coût énergétique et de stabilité à long terme. Cette approche permet d’optimiser la production d’hydrogène en établissant un lien entre le traitement de l’eau et le comportement de l’électrolyseur.