Proizvodnja vodika u alkalnoj ćeliji je relativno zrela tehnologija elektrolitičke proizvodnje vodika. Alkalna ćelija je sigurna i pouzdana, sa životnim vijekom od 15 godina, i široko se koristi u komercijalne svrhe. Radna učinkovitost alkalne ćelije općenito je 42% ~ 78%. U posljednjih nekoliko godina alkalne elektrolitičke ćelije napredovale su u dva glavna aspekta. S jedne strane, poboljšana je učinkovitost ćelija i smanjeni su operativni troškovi povezani s potrošnjom električne energije. S druge strane, povećava se gustoća pogonske struje i smanjuje se investicijski trošak.
Princip rada alkalnog elektrolizera prikazan je na slici. Baterija se sastoji od dvije elektrode odvojene nepropusnom dijafragmom. Sklop baterije uronjen je u visoku koncentraciju alkalnog tekućeg elektrolita KOH (20% do 30%) kako bi se povećala ionska vodljivost. Otopine NaOH i NaCl također se mogu koristiti kao elektroliti, ali se ne koriste uobičajeno. Glavni nedostatak elektrolita je da su korozivni. Ćelija radi na temperaturi od 65 °C do 100 °C. Katoda ćelije proizvodi vodik, a nastali OH – teče kroz dijafragmu do anode, gdje se rekombinira i proizvodi kisik.
Napredne alkalne elektrolitičke ćelije prikladne su za veliku proizvodnju vodika. Alkalne elektrolitičke ćelije koje proizvode neki proizvođači imaju vrlo visok kapacitet proizvodnje vodika (500 ~ 760 Nm3/h), uz odgovarajuću potrošnju energije od 2150 ~ 3534 kW. U praksi, kako bi se spriječilo stvaranje zapaljivih plinskih smjesa, prinos vodika je ograničen na 25% do 100% nazivnog raspona, najveća dopuštena gustoća struje je oko 0,4A/cm2, radna temperatura je 5 do 100°C, a maksimalni elektrolitski tlak je blizu 2,5 do 3,0 MPa. Kada je elektrolitski tlak previsok, troškovi ulaganja se povećavaju i rizik od stvaranja štetne plinske mješavine značajno se povećava. Bez ikakvog pomoćnog uređaja za pročišćavanje, čistoća vodika proizvedenog elektrolizom alkalnih ćelija može doseći 99%. Elektrolitička voda za alkalne elektrolitičke ćelije mora biti čista, kako bi se zaštitila elektroda i siguran rad, vodljivost vode je manja od 5S/cm.
Vrijeme objave: 2. veljače 2023