A produção de hidrogênio em células alcalinas é uma tecnologia de produção de hidrogênio eletrolítico relativamente madura. A célula alcalina é segura e confiável, com vida útil de 15 anos e tem sido amplamente utilizada comercialmente. A eficiência de funcionamento da célula alcalina é geralmente de 42% a 78%. Nos últimos anos, as células eletrolíticas alcalinas progrediram em dois aspectos principais. Por um lado, a eficiência melhorada das células foi melhorada e os custos operacionais associados ao consumo de eletricidade foram reduzidos. Por outro lado, a densidade da corrente operacional aumenta e o custo de investimento diminui.
O princípio de funcionamento do eletrolisador alcalino é mostrado na figura. A bateria consiste em dois eletrodos separados por um diafragma hermético. O conjunto da bateria é imerso em uma alta concentração de eletrólito líquido alcalino KOH (20% a 30%) para maximizar a condutividade iônica. Soluções de NaOH e NaCl também podem ser usadas como eletrólitos, mas não são comumente usadas. A principal desvantagem dos eletrólitos é que eles são corrosivos. A célula opera a uma temperatura de 65 °C a 100 °C. O cátodo da célula produz hidrogênio, e o OH resultante flui através do diafragma até o ânodo, onde se recombina para produzir oxigênio.
Células eletrolíticas alcalinas avançadas são adequadas para produção de hidrogênio em larga escala. As células eletrolíticas alcalinas fabricadas por alguns fabricantes têm capacidade de produção de hidrogênio muito alta (500 ~ 760Nm3/h), com consumo de energia correspondente de 2150 ~ 3534kW. Na prática, para evitar a criação de misturas de gases inflamáveis, o rendimento de hidrogénio é limitado a 25% a 100% da faixa nominal, a densidade de corrente máxima permitida é de cerca de 0,4 A/cm2, a temperatura de operação é de 5 a 100°C, e a pressão eletrolítica máxima está próxima de 2,5 a 3,0 MPa. Quando a pressão eletrolítica é muito alta, o custo do investimento aumenta e o risco de formação de misturas gasosas nocivas aumenta significativamente. Sem qualquer dispositivo auxiliar de purificação, a pureza do hidrogênio produzido pela eletrólise de células alcalinas pode chegar a 99%. A água eletrolítica da célula eletrolítica alcalina deve ser pura, para proteger o eletrodo e a operação segura, a condutividade da água é inferior a 5S/cm.
Horário da postagem: 02 de fevereiro de 2023