De productie van waterstof uit alkalische cellen is een relatief volwassen technologie voor de productie van elektrolytische waterstof. Alkalische cellen zijn veilig en betrouwbaar, hebben een levensduur van 15 jaar en worden op grote schaal commercieel gebruikt. De werkefficiëntie van alkalische cellen is over het algemeen 42% ~ 78%. De afgelopen jaren hebben alkalische elektrolytische cellen op twee belangrijke aspecten vooruitgang geboekt. Enerzijds is de verbeterde celefficiëntie verbeterd en zijn de bedrijfskosten die verband houden met het elektriciteitsverbruik verlaagd. Aan de andere kant neemt de bedrijfsstroomdichtheid toe en nemen de investeringskosten af.
Het werkingsprincipe van een alkalische elektrolyseur wordt weergegeven in de figuur. De batterij bestaat uit twee elektroden, gescheiden door een luchtdicht diafragma. De batterijconstructie wordt ondergedompeld in een hoge concentratie alkalische vloeibare elektrolyt KOH (20% tot 30%) om de ionische geleidbaarheid te maximaliseren. NaOH- en NaCl-oplossingen kunnen ook als elektrolyten worden gebruikt, maar worden niet vaak gebruikt. Het grootste nadeel van elektrolyten is dat ze corrosief zijn. De cel werkt bij een temperatuur van 65 °C tot 100 °C. De kathode van de cel produceert waterstof, en de resulterende OH stroomt door het diafragma naar de anode, waar het recombineert om zuurstof te produceren.
Geavanceerde alkalische elektrolytische cellen zijn geschikt voor grootschalige waterstofproductie. Alkalische elektrolytische cellen gemaakt door sommige fabrikanten hebben een zeer hoge waterstofproductiecapaciteit (500 ~ 760 Nm3/h), met een overeenkomstig energieverbruik van 2150 ~ 3534 kW. Om de vorming van ontvlambare gasmengsels te voorkomen, is de waterstofopbrengst in de praktijk beperkt tot 25% tot 100% van het nominale bereik, is de maximaal toegestane stroomdichtheid ongeveer 0,4 A/cm2, is de bedrijfstemperatuur 5 tot 100 °C, en de maximale elektrolytische druk ligt dichtbij 2,5 tot 3,0 MPa. Wanneer de elektrolytische druk te hoog is, nemen de investeringskosten toe en neemt het risico op vorming van een schadelijk gasmengsel aanzienlijk toe. Zonder enig hulpzuiveringsapparaat kan de zuiverheid van waterstof geproduceerd door alkalische celelektrolyse 99% bereiken. Het elektrolytische water van de alkalische elektrolytische cel moet zuiver zijn. Om de elektrode te beschermen en een veilige werking te garanderen, is de geleidbaarheid van het water minder dan 5S/cm.
Posttijd: 02-feb-2023