ייצור מימן בתא אלקליין הוא טכנולוגיית ייצור מימן אלקטרוליטית בוגרת יחסית. תא אלקליין בטוח ואמין, עם תוחלת חיים של 15 שנים, ונמצא בשימוש מסחרי נרחב. יעילות העבודה של תא אלקליין היא בדרך כלל 42% ~ 78%. בשנים האחרונות, תאים אלקטרוליטיים אלקליין התקדמו בשני היבטים עיקריים. מצד אחד שופרה יעילות התא המשופרת והצטמצמו עלויות התפעול הכרוכות בצריכת החשמל. מצד שני, צפיפות הזרם התפעולי עולה ועלות ההשקעה יורדת.
עקרון העבודה של אלקטרוליזר אלקליין מוצג באיור. הסוללה מורכבת משתי אלקטרודות המופרדות על ידי דיאפרגמה אטומה. מכלול הסוללה טבול בריכוז גבוה של אלקטרוליט נוזלי אלקליין KOH (20% עד 30%) כדי למקסם מוליכות יונית. תמיסות NaOH ו- NaCl יכולות לשמש גם כאלקטרוליטים, אך לא נעשה בהן שימוש נפוץ. החיסרון העיקרי של אלקטרוליטים הוא שהם מאכלים. התא פועל בטמפרטורה של 65 מעלות צלזיוס עד 100 מעלות צלזיוס. הקתודה של התא מייצרת מימן, וה-OH המתקבל - זורם דרך הסרעפת אל האנודה, שם הוא מתחבר מחדש לייצור חמצן.
תאים אלקטרוליטיים אלקליין מתקדמים מתאימים לייצור מימן בקנה מידה גדול. לתאים אלקטרוליטיים אלקליניים מתוצרת חלק מהיצרנים יש כושר ייצור מימן גבוה מאוד (500 ~ 760Nm3/h), עם צריכת חשמל מקבילה של 2150 ~ 3534kW. בפועל, כדי למנוע יצירת תערובות גזים דליקות, תפוקת המימן מוגבלת ל-25% עד 100% מהטווח המדורג, צפיפות הזרם המקסימלית המותרת היא כ-0.4A/cm2, טמפרטורת הפעולה היא 5 עד 100°C, והלחץ האלקטרוליטי המרבי קרוב ל-2.5 עד 3.0 MPa. כאשר הלחץ האלקטרוליטי גבוה מדי, עלות ההשקעה עולה והסיכון להיווצרות של תערובת גז מזיקה עולה באופן משמעותי. ללא כל מכשיר טיהור עזר, טוהר המימן המיוצר על ידי אלקטרוליזה של תאים אלקליין יכול להגיע ל-99%. מים אלקטרוליטיים בתא אלקטרוליטי חייבים להיות טהורים, על מנת להגן על האלקטרודה ולפעול בטוח, מוליכות המים נמוכה מ-5S/cm.
זמן פרסום: פברואר-02-2023