Вытворчасць вадароду ў шчолачных элементах з'яўляецца адносна сталай тэхналогіяй электралітычнай вытворчасці вадароду. Шчолачны элемент з'яўляецца бяспечным і надзейным, з тэрмінам службы 15 гадоў, і шырока выкарыстоўваецца ў камерцыйных мэтах. Эфектыўнасць працы шчолачнай ячэйкі звычайна складае 42% ~ 78%. За апошнія некалькі гадоў шчолачныя электралітычныя элементы дасягнулі прагрэсу ў двух асноўных аспектах. З аднаго боку, палепшаная эфектыўнасць клетак і зніжаны эксплуатацыйныя выдаткі, звязаныя з спажываннем электраэнергіі. З іншага боку, працоўная шчыльнасць току павялічваецца, а інвестыцыйныя выдаткі зніжаюцца.
Прынцып працы шчолачнага электролізера паказаны на малюнку. Акумулятар складаецца з двух электродаў, падзеленых герметычнай дыяфрагмай. Батарэя ў зборы апускаецца ў шчолачны вадкі электраліт KOH (ад 20% да 30%) з высокай канцэнтрацыяй для максімальнага павышэння іённай праводнасці. Растворы NaOH і NaCl таксама можна выкарыстоўваць у якасці электралітаў, але яны не шырока выкарыстоўваюцца. Асноўным недахопам электралітаў з'яўляецца тое, што яны з'едлівыя. Ячэйка працуе пры тэмпературы ад 65 °C да 100 °C. Катод ячэйкі выпрацоўвае вадарод, а атрыманы OH – цячэ праз дыяфрагму да анода, дзе рэкамбінуе з утварэннем кіслароду.
Удасканаленыя шчолачныя электралітычныя элементы падыходзяць для буйнамаштабнай вытворчасці вадароду. Шчолачныя электралітычныя элементы, вырабленыя некаторымі вытворцамі, маюць вельмі высокую магутнасць вытворчасці вадароду (500 ~ 760 Нм3/гадз), з адпаведнай спажыванай магутнасцю 2150 ~ 3534 кВт. На практыцы, каб прадухіліць стварэнне лёгкаўзгаральных газавых сумесяў, выхад вадароду абмежаваны ад 25% да 100% ад намінальнага дыяпазону, максімальна дапушчальная шчыльнасць току складае каля 0,4 А/см2, працоўная тэмпература - ад 5 да 100 °C, а максімальны электралітычны ціск блізкі да 2,5-3,0 Мпа. Калі электралітычны ціск занадта высокі, інвестыцыйныя выдаткі павялічваюцца, а рызыка адукацыі шкоднай газавай сумесі значна павялічваецца. Без якіх-небудзь дапаможных прылад для ачысткі чысціня вадароду, атрыманага пры электролізе шчолачных элементаў, можа дасягаць 99%. Электралітычная вада шчолачнага электралітыка павінна быць чыстай, для таго, каб абараніць электрод і бяспечную эксплуатацыю, праводнасць вады менш за 5S/см.
Час публікацыі: 2 лютага 2023 г