წყალბადის წარმოების ტექნოლოგიის პროგრესი და ეკონომიკური ანალიზი - წყალბადის წარმოება ტუტე ელექტროლიტურ უჯრედში

ტუტე უჯრედის წყალბადის წარმოება შედარებით მომწიფებული ელექტროლიტური წყალბადის წარმოების ტექნოლოგიაა. ტუტე უჯრედი უსაფრთხო და საიმედოა, სიცოცხლის ხანგრძლივობა 15 წელია და ფართოდ გამოიყენება კომერციულად. ტუტე უჯრედის მუშაობის ეფექტურობა ზოგადად არის 42% ~ 78%. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ტუტე ელექტროლიტურმა უჯრედებმა მიაღწიეს პროგრესს ორ ძირითად ასპექტში. ერთის მხრივ, გაუმჯობესდა უჯრედის ეფექტურობა და შემცირდა ელექტროენერგიის მოხმარებასთან დაკავშირებული საოპერაციო ხარჯები. მეორე მხრივ, საოპერაციო დენის სიმჭიდროვე იზრდება და ინვესტიციის ღირებულება მცირდება.

ტუტე ელექტროლიზატორის მუშაობის პრინციპი ნაჩვენებია სურათზე. ბატარეა შედგება ორი ელექტროდისგან, რომლებიც გამოყოფილია ჰერმეტულად მჭიდრო დიაფრაგმით. ბატარეის აწყობა ჩაეფლო ტუტე თხევადი ელექტროლიტის KOH (20%–დან 30%) მაღალ კონცენტრაციაში, რათა მაქსიმალურად გაზარდოს იონური გამტარობა. NaOH და NaCl ხსნარები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ელექტროლიტები, მაგრამ ისინი ხშირად არ გამოიყენება. ელექტროლიტების მთავარი მინუსი არის ის, რომ ისინი კოროზიულია. უჯრედი მუშაობს 65°C-დან 100°C-მდე ტემპერატურაზე. უჯრედის კათოდი აწარმოებს წყალბადს, ხოლო შედეგად მიღებული OH - მიედინება დიაფრაგმის გავლით ანოდში, სადაც ის ხელახლა აერთიანებს ჟანგბადის წარმოქმნას.

მოწინავე ტუტე ელექტროლიტური უჯრედები შესაფერისია წყალბადის ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის. ზოგიერთი მწარმოებლის მიერ დამზადებულ ტუტე ელექტროლიტურ უჯრედებს აქვთ წყალბადის წარმოების ძალიან მაღალი სიმძლავრე (500 ~ 760 Nm3/სთ), შესაბამისი ენერგიის მოხმარებით 2150 ~ 3534 კვტ. პრაქტიკაში, აალებადი აირის ნარევების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად, წყალბადის გამოსავალი შემოიფარგლება ნომინალური დიაპაზონის 25%-დან 100%-მდე, მაქსიმალური დასაშვები დენის სიმკვრივეა დაახლოებით 0.4A/cm2, სამუშაო ტემპერატურა 5-დან 100°C-მდე. ხოლო მაქსიმალური ელექტროლიტური წნევა უახლოვდება 2,5-დან 3,0 მპა-მდე. როდესაც ელექტროლიტური წნევა ძალიან მაღალია, საინვესტიციო ღირებულება იზრდება და მავნე აირის ნარევის წარმოქმნის რისკი მნიშვნელოვნად იზრდება. დამხმარე გამწმენდი მოწყობილობის გარეშე ტუტე უჯრედების ელექტროლიზით წარმოქმნილი წყალბადის სისუფთავე შეიძლება 99%-ს მიაღწიოს. ტუტე ელექტროლიტური უჯრედის ელექტროლიტური წყალი უნდა იყოს სუფთა, ელექტროდის დასაცავად და უსაფრთხო მუშაობისთვის წყლის გამტარობა 5S/სმ-ზე ნაკლებია.