હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ટેકનોલોજી અને આર્થિક વિશ્લેષણની પ્રગતિ - આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન

આલ્કલાઇન સેલ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રમાણમાં પરિપક્વ ઇલેક્ટ્રોલિટીક હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન તકનીક છે. આલ્કલાઇન સેલ સલામત અને ભરોસાપાત્ર છે, જેનું આયુષ્ય 15 વર્ષ છે, અને તેનો વ્યાવસાયિક રીતે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. આલ્કલાઇન કોષની કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે 42% ~ 78% છે. છેલ્લા કેટલાક વર્ષોમાં, આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષોએ બે મુખ્ય પાસાઓમાં પ્રગતિ કરી છે. એક તરફ, સુધારેલ સેલ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવામાં આવ્યો છે અને વીજળીના વપરાશ સાથે સંકળાયેલ ઓપરેટિંગ ખર્ચમાં ઘટાડો થયો છે. બીજી બાજુ, ઓપરેટિંગ વર્તમાન ઘનતા વધે છે અને રોકાણ ખર્ચ ઘટે છે.

આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરનું કાર્ય સિદ્ધાંત આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. બેટરીમાં હવા-ચુસ્ત ડાયાફ્રેમ દ્વારા અલગ કરાયેલા બે ઇલેક્ટ્રોડનો સમાવેશ થાય છે. બેટરી એસેમ્બલીને આયોનિક વાહકતા વધારવા માટે આલ્કલાઇન લિક્વિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ KOH (20% થી 30%) ની ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં ડૂબવામાં આવે છે. NaOH અને NaCl ઉકેલોનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ તરીકે પણ થઈ શકે છે, પરંતુ તેનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થતો નથી. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો મુખ્ય ગેરલાભ એ છે કે તેઓ સડો કરતા હોય છે. સેલ 65 °C થી 100 °C ના તાપમાને કાર્ય કરે છે. કોષનો કેથોડ હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરે છે, અને પરિણામી OH - ડાયાફ્રેમમાંથી એનોડ તરફ વહે છે, જ્યાં તે ફરીથી ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવા માટે જોડાય છે.

અદ્યતન આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષો મોટા પાયે હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે. કેટલાક ઉત્પાદકો દ્વારા બનાવેલ આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષોમાં 2150 ~ 3534kW ના અનુરૂપ વીજ વપરાશ સાથે (500 ~ 760Nm3/h) પર ખૂબ જ ઊંચી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ક્ષમતા હોય છે. વ્યવહારમાં, જ્વલનશીલ ગેસ મિશ્રણના નિર્માણને રોકવા માટે, હાઇડ્રોજન ઉપજ રેટ કરેલ શ્રેણીના 25% થી 100% સુધી મર્યાદિત છે, મહત્તમ સ્વીકાર્ય વર્તમાન ઘનતા લગભગ 0.4A/cm2 છે, સંચાલન તાપમાન 5 થી 100 °C છે, અને મહત્તમ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક દબાણ 2.5 થી 3.0 MPa ની નજીક છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક દબાણ ખૂબ વધારે હોય છે, ત્યારે રોકાણની કિંમત વધે છે અને હાનિકારક ગેસ મિશ્રણનું નિર્માણ જોખમ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. કોઈપણ સહાયક શુદ્ધિકરણ ઉપકરણ વિના, આલ્કલાઇન સેલ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજનની શુદ્ધતા 99% સુધી પહોંચી શકે છે. આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સેલ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક પાણી શુદ્ધ હોવું આવશ્યક છે, ઇલેક્ટ્રોડ અને સલામત કામગીરીને સુરક્ષિત કરવા માટે, પાણીની વાહકતા 5S/cm કરતાં ઓછી છે.