हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकी की प्रगति और आर्थिक विश्लेषण - क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में हाइड्रोजन उत्पादन

क्षारीय कोशिका हाइड्रोजन उत्पादन एक अपेक्षाकृत परिपक्व इलेक्ट्रोलाइटिक हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक है। क्षारीय कोशिका सुरक्षित और विश्वसनीय है, जिसका जीवन काल 15 वर्ष है, और इसका व्यापक रूप से व्यावसायिक उपयोग किया गया है। क्षारीय कोशिका की कार्यकुशलता सामान्यतः 42% ~ 78% होती है। पिछले कुछ वर्षों में, क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं ने दो मुख्य पहलुओं में प्रगति की है। एक ओर, बेहतर सेल दक्षता में सुधार हुआ है और बिजली की खपत से जुड़ी परिचालन लागत कम हो गई है। दूसरी ओर, परिचालन वर्तमान घनत्व बढ़ता है और निवेश लागत कम हो जाती है।

क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र का कार्य सिद्धांत चित्र में दिखाया गया है। बैटरी में दो इलेक्ट्रोड होते हैं जो एक एयर-टाइट डायाफ्राम द्वारा अलग किए जाते हैं। आयनिक चालकता को अधिकतम करने के लिए बैटरी असेंबली को क्षारीय तरल इलेक्ट्रोलाइट KOH (20% से 30%) की उच्च सांद्रता में डुबोया जाता है। NaOH और NaCl समाधानों का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में भी किया जा सकता है, लेकिन इनका आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स का मुख्य नुकसान यह है कि वे संक्षारक होते हैं। सेल 65°C से 100°C के तापमान पर संचालित होता है। कोशिका का कैथोड हाइड्रोजन का उत्पादन करता है, और परिणामी OH - डायाफ्राम के माध्यम से एनोड में प्रवाहित होता है, जहां यह ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए पुनः संयोजित होता है।

उन्नत क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं। कुछ निर्माताओं द्वारा बनाई गई क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में 2150 ~ 3534kW की संबंधित बिजली खपत के साथ (500 ~ 760Nm3/h) पर बहुत अधिक हाइड्रोजन उत्पादन क्षमता होती है। व्यवहार में, ज्वलनशील गैस मिश्रण के निर्माण को रोकने के लिए, हाइड्रोजन उपज रेटेड सीमा के 25% से 100% तक सीमित है, अधिकतम स्वीकार्य वर्तमान घनत्व लगभग 0.4A/cm2 है, ऑपरेटिंग तापमान 5 से 100°C है, और अधिकतम इलेक्ट्रोलाइटिक दबाव 2.5 से 3.0 एमपीए के करीब है। जब इलेक्ट्रोलाइटिक दबाव बहुत अधिक होता है, तो निवेश लागत बढ़ जाती है और हानिकारक गैस मिश्रण के बनने का जोखिम काफी बढ़ जाता है। किसी भी सहायक शुद्धिकरण उपकरण के बिना, क्षारीय सेल इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन की शुद्धता 99% तक पहुंच सकती है। क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक सेल इलेक्ट्रोलाइटिक पानी शुद्ध होना चाहिए, इलेक्ट्रोड की सुरक्षा और सुरक्षित संचालन के लिए, पानी की चालकता 5S/सेमी से कम है।