A produción de hidróxeno de células alcalinas é unha tecnoloxía de produción de hidróxeno electrolítica relativamente madura. A célula alcalina é segura e fiable, cunha vida útil de 15 anos e foi amplamente utilizada comercialmente. A eficiencia de traballo das células alcalinas é xeralmente do 42% ao 78%. Nos últimos anos, as células electrolíticas alcalinas progresaron en dous aspectos principais. Por unha banda, mellorouse a mellora da eficiencia das células e reduciuse os custos operativos asociados ao consumo eléctrico. Por outra banda, a densidade de corrente de funcionamento aumenta e o custo do investimento diminúe.
O principio de funcionamento do electrolizador alcalino móstrase na figura. A batería consta de dous electrodos separados por un diafragma hermético. O conxunto da batería está inmerso nunha alta concentración de electrólito líquido alcalino KOH (20% a 30%) para maximizar a condutividade iónica. As disolucións de NaOH e NaCl tamén se poden usar como electrólitos, pero non se usan habitualmente. A principal desvantaxe dos electrólitos é que son corrosivos. A célula funciona a unha temperatura de 65 °C a 100 °C. O cátodo da célula produce hidróxeno, e o OH resultante flúe a través do diafragma ata o ánodo, onde se recombina para producir osíxeno.
As células electrolíticas alcalinas avanzadas son adecuadas para a produción de hidróxeno a gran escala. As pilas electrolíticas alcalinas fabricadas por algúns fabricantes teñen unha capacidade de produción de hidróxeno moi elevada (500 ~ 760 Nm3/h), cun consumo de enerxía correspondente de 2150 ~ 3534 kW. Na práctica, para evitar a creación de mesturas de gases inflamables, o rendemento de hidróxeno está limitado ao 25% ao 100% do rango nominal, a densidade de corrente máxima permitida é de aproximadamente 0,4 A/cm2, a temperatura de funcionamento é de 5 a 100 °C, e a presión electrolítica máxima é próxima a 2,5 a 3,0 MPa. Cando a presión electrolítica é demasiado alta, o custo de investimento aumenta e o risco de formación de mesturas de gases nocivas aumenta significativamente. Sen ningún dispositivo auxiliar de purificación, a pureza do hidróxeno producido pola electrólise de células alcalinas pode alcanzar o 99%. A auga electrolítica de pilas electrolíticas alcalinas debe ser pura, para protexer o electrodo e un funcionamento seguro, a condutividade da auga é inferior a 5S/cm.
Hora de publicación: 02-02-2023