Design of an innovative hydrogen ecosystem integrating renewable energy options with wastewater management for a sustainable city
Notice bibliographique
Résumé
This study introduces a newly designed hybrid multigeneration system that integrates anaerobic digestion, solar photovoltaic panels, and bioelectrochemical cells to convert wastewater into electricity, hydrogen and domestic hot water in order to achieve sustainable cities. The system is designed to potentially consider the Ashbridges Bay Wastewater Treatment Plant in Toronto, using both solar and biogas resources for energy production. Key system components include a steam Rankine cycle, an organic Rankine cycle, and a microbial fuel cell-microbial electrolysis cell unit, which together support simultaneous waste treatment and clean energy generation. The designed system has an overall energy efficiency of 38.88 % and exergy efficiency of 31.36 %. The system achieves a net electrical output of 13.66 MW, while producing 0.07 kg/s of hydrogen and two streams of thermal energy at different temperatures to meet residential and industrial demands. The generated hydrogen is then liquefied and stored at a nearby refueling station located at the Toronto port, where it is utilized to fuel marine vessels such as boats and ships. The parametric studies demonstrate that boiler efficiency, biogas yield, and reference temperature significantly affect system performance. The proposed configuration offers a scalable solution for integrating renewable energy with wastewater treatment and hydrogen infrastructure for sustainable urban applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».