La producció d'hidrogen de cèl·lules alcalines és una tecnologia de producció d'hidrogen electrolític relativament madura. La cèl·lula alcalina és segura i fiable, amb una vida útil de 15 anys i s'ha utilitzat àmpliament comercialment. L'eficiència de treball de la cèl·lula alcalina és generalment del 42% ~ 78%. En els últims anys, les cèl·lules electrolítiques alcalines han avançat en dos aspectes principals. D'una banda, s'ha millorat l'eficiència de la cèl·lula millorada i s'han reduït els costos operatius associats al consum elèctric. D'altra banda, la densitat de corrent de funcionament augmenta i el cost d'inversió disminueix.
El principi de funcionament de l'electrolitzador alcalí es mostra a la figura. La bateria consta de dos elèctrodes separats per un diafragma hermètic. El conjunt de la bateria està immers en una alta concentració d'electròlit líquid alcalí KOH (20% a 30%) per maximitzar la conductivitat iònica. Les solucions de NaOH i NaCl també es poden utilitzar com a electròlits, però no s'utilitzen habitualment. El principal desavantatge dels electròlits és que són corrosius. La cèl·lula funciona a una temperatura de 65 °C a 100 °C. El càtode de la cèl·lula produeix hidrogen i l'OH resultant flueix a través del diafragma fins a l'ànode, on es recombina per produir oxigen.
Les cèl·lules electrolítiques alcalines avançades són adequades per a la producció d'hidrogen a gran escala. Les cèl·lules electrolítiques alcalines fabricades per alguns fabricants tenen una capacitat de producció d'hidrogen molt alta a (500 ~ 760 Nm3/h), amb un consum d'energia corresponent de 2150 ~ 3534 kW. A la pràctica, per evitar la creació de mescles de gasos inflamables, el rendiment d'hidrogen es limita al 25% al 100% del rang nominal, la densitat de corrent màxima permesa és d'uns 0,4 A/cm2, la temperatura de funcionament és de 5 a 100 °C, i la pressió electrolítica màxima és propera a 2,5 a 3,0 MPa. Quan la pressió electrolítica és massa alta, el cost d'inversió augmenta i el risc de formació de mescles de gasos nocius augmenta significativament. Sense cap dispositiu de purificació auxiliar, la puresa de l'hidrogen produïda per l'electròlisi de cèl·lules alcalines pot arribar al 99%. L'aigua electrolítica de cèl·lules electrolítiques alcalines ha de ser pura, per tal de protegir l'elèctrode i un funcionament segur, la conductivitat de l'aigua és inferior a 5S/cm.
Hora de publicació: 02-feb-2023