La produktado de hidrogeno per alkalaj ĉeloj estas relative matura teknologio por produktado de elektroliza hidrogeno. Alkalaj ĉeloj estas sekuraj kaj fidindaj, havas vivdaŭron de 15 jaroj, kaj estas vaste uzataj komerce. La funkcia efikeco de alkalaj ĉeloj ĝenerale estas 42% ~ 78%. En la lastaj jaroj, alkalaj elektrolizaj ĉeloj progresis en du ĉefaj aspektoj. Unuflanke, la plibonigita ĉela efikeco pliboniĝis kaj la funkciaj kostoj asociitaj kun elektrokonsumo reduktiĝis. Aliflanke, la funkcia kurentdenseco pliiĝas kaj la investkostoj malpliiĝas.
La funkciprincipo de alkala elektrolizilo estas montrita en la figuro. La baterio konsistas el du elektrodoj apartigitaj per hermetika diafragmo. La bateria asembleo estas mergita en alta koncentriĝo de alkala likva elektrolito KOH (20% ĝis 30%) por maksimumigi jonan konduktivecon. NaOH kaj NaCl-solvaĵoj ankaŭ povas esti uzataj kiel elektrolitoj, sed ili ne estas ofte uzataj. La ĉefa malavantaĝo de elektrolitoj estas, ke ili estas korodaj. La pilo funkcias je temperaturo de 65 °C ĝis 100 °C. La katodo de la pilo produktas hidrogenon, kaj la rezulta OH⁻ fluas tra la diafragmo al la anodo, kie ĝi rekombiniĝas por produkti oksigenon.
Altnivelaj alkalaj elektrolizaj ĉeloj taŭgas por grandskala hidrogenproduktado. Alkalaj elektrolizaj ĉeloj faritaj de iuj fabrikantoj havas tre altan hidrogenproduktadkapaciton je (500 ~ 760Nm3/h), kun koresponda elektrokonsumo de 2150 ~ 3534kW. En praktiko, por malhelpi la kreadon de brulemaj gasmiksaĵoj, la hidrogenrendimento estas limigita al 25% ĝis 100% de la taksita intervalo, la maksimuma permesita kurentdenseco estas ĉirkaŭ 0.4A/cm2, la funkcianta temperaturo estas 5 ĝis 100°C, kaj la maksimuma elektroliza premo estas proksima al 2.5 ĝis 3.0 MPa. Kiam la elektroliza premo estas tro alta, la investkosto pliiĝas kaj la risko de formado de damaĝa gasmiksaĵo signife pliiĝas. Sen iu ajn helpa puriga aparato, la pureco de hidrogeno produktita per alkala ĉelelektrolizo povas atingi 99%. La elektroliza akvo en alkalaj elektrolizaj ĉeloj devas esti pura, por protekti la elektrodon kaj sekuran funkciadon, la akva konduktiveco estas malpli ol 5S/cm.
Afiŝtempo: 2-a de februaro 2023