Вытворчасць вадароду з дапамогай шчолачных электралітычных элементаў — гэта адносна сталая тэхналогія электралітычнай вытворчасці вадароду. Шчолачныя элементы бяспечныя і надзейныя, маюць тэрмін службы 15 гадоў і шырока выкарыстоўваюцца ў камерцыйных мэтах. Эфектыўнасць працы шчолачных элементаў звычайна складае 42% ~ 78%. За апошнія некалькі гадоў шчолачныя электралітычныя элементы дасягнулі прагрэсу ў двух асноўных аспектах. З аднаго боку, павысілася эфектыўнасць элементаў і знізіліся эксплуатацыйныя выдаткі, звязаныя са спажываннем электраэнергіі. З іншага боку, павялічылася шчыльнасць рабочага току і знізіліся інвестыцыйныя выдаткі.
Прынцып працы шчолачнага электралізера паказаны на малюнку. Акумулятар складаецца з двух электродаў, падзеленых герметычнай дыяфрагмай. Зборка акумулятара апускаецца ў вадкі шчолачны электраліт KOH высокай канцэнтрацыі (ад 20% да 30%) для максімізацыі іоннай праводнасці. Растворы NaOH і NaCl таксама могуць выкарыстоўвацца ў якасці электралітаў, але яны не вельмі распаўсюджаныя. Асноўным недахопам электралітаў з'яўляецца тое, што яны выклікаюць карозію. Элемент працуе пры тэмпературы ад 65 °C да 100 °C. Катод элемента выпрацоўвае вадарод, а атрыманы OH⁻ праходзіць праз дыяфрагму да анода, дзе ён рэкамбінуе, утвараючы кісларод.
Для вытворчасці вадароду ў вялікіх маштабах падыходзяць сучасныя шчолачныя электралітычныя элементы. Некаторыя вытворцы маюць вельмі высокую прадукцыйнасць па вытворчасці вадароду (500 ~ 760 Нм3/г) і адпавядаюць спажыванню магутнасці 2150 ~ 3534 кВт. На практыцы, каб прадухіліць утварэнне гаручых газавых сумесяў, выхад вадароду абмяжоўваецца ад 25% да 100% ад намінальнага дыяпазону, максімальна дапушчальная шчыльнасць току складае каля 0,4 А/см2, рабочая тэмпература складае ад 5 да 100°C, а максімальны электралітычны ціск — ад 2,5 да 3,0 МПа. Калі электралітычны ціск занадта высокі, інвестыцыйныя выдаткі павялічваюцца, а рызыка ўтварэння шкоднай газавай сумесі значна павялічваецца. Без дапаможных ачышчальных прылад чысціня вадароду, які атрымліваецца пры электролізе шчолачных элементаў, можа дасягаць 99%. Вада ў электралітычных элементах шчолачных электралітычных элементаў павінна быць чыстай, бо для абароны электрода і бяспечнай працы праводнасць вады павінна быць меншай за 5 См/см.
Час публікацыі: 02 лютага 2023 г.