Progresi i teknologjisë së prodhimit të hidrogjenit dhe analizave ekonomike – Prodhimi i hidrogjenit në qelizën elektrolitike alkaline

Prodhimi i hidrogjenit me qeliza alkaline është një teknologji relativisht e pjekur e prodhimit të hidrogjenit elektrolitik. Qeliza alkaline është e sigurt dhe e besueshme, me një jetëgjatësi prej 15 vjetësh dhe është përdorur gjerësisht në treg. Efikasiteti i punës së qelizave alkaline është përgjithësisht 42% ~ 78%. Në vitet e fundit, qelizat elektrolitike alkaline kanë bërë përparim në dy aspekte kryesore. Nga njëra anë, përmirësimi i efikasitetit të qelizave është përmirësuar dhe kostot e funksionimit që lidhen me konsumin e energjisë elektrike janë reduktuar. Nga ana tjetër, densiteti i rrymës operative rritet dhe kostoja e investimit zvogëlohet.

Parimi i punës së elektrolizuesit alkalik është paraqitur në figurë. Bateria përbëhet nga dy elektroda të ndara nga një diafragmë e ajrosur. Asambleja e baterisë është e zhytur në një përqendrim të lartë të elektrolitit të lëngshëm alkalik KOH (20% deri në 30%) për të maksimizuar përçueshmërinë jonike. Tretësirat NaOH dhe NaCl mund të përdoren gjithashtu si elektrolite, por ato nuk përdoren zakonisht. Disavantazhi kryesor i elektroliteve është se ato janë korrozive. Qeliza funksionon në një temperaturë prej 65 °C deri në 100 °C. Katoda e qelizës prodhon hidrogjen, dhe OH që rezulton - rrjedh përmes diafragmës në anodë, ku rikombinohet për të prodhuar oksigjen.

Qelizat elektrolitike alkaline të avancuara janë të përshtatshme për prodhimin e hidrogjenit në shkallë të gjerë. Qelizat elektrolitike alkaline të prodhuara nga disa prodhues kanë kapacitet shumë të lartë të prodhimit të hidrogjenit në (500 ~ 760 Nm3/h), me konsum korrespondues të energjisë prej 2150 ~ 3534 kW. Në praktikë, për të parandaluar krijimin e përzierjeve të gazit të ndezshëm, rendimenti i hidrogjenit është i kufizuar në 25% deri në 100% të diapazonit të vlerësuar, densiteti maksimal i lejuar i rrymës është rreth 0.4A/cm2, temperatura e funksionimit është 5 deri në 100°C. dhe presioni elektrolitik maksimal është afër 2,5 deri në 3,0 MPa. Kur presioni elektrolitik është shumë i lartë, kostoja e investimit rritet dhe rreziku i formimit të përzierjes së dëmshme të gazit rritet ndjeshëm. Pa ndonjë pajisje pastrimi ndihmës, pastërtia e hidrogjenit të prodhuar nga elektroliza e qelizave alkaline mund të arrijë 99%. Uji elektrolitik i qelizave alkaline elektrolitike duhet të jetë i pastër, për të mbrojtur elektrodën dhe funksionimin e sigurt, përçueshmëria e ujit është më pak se 5S/cm.