Hidrogenoaren ekoizpen-teknologiaren aurrerapena eta analisi ekonomikoa – Hidrogenoaren ekoizpena zelula elektrolitiko alkalinoetan

Pila alkalinoen hidrogenoaren ekoizpena hidrogeno elektrolitikoa ekoizteko teknologia nahiko heldua da. Pila alkalinoa segurua eta fidagarria da, 15 urteko iraupena du, eta komertzialki asko erabili da. Pila alkalinoen funtzionamendu-eraginkortasuna, oro har, % 42 ~ % 78koa da. Azken urteotan, pila elektrolitiko alkalinoek bi alderdi nagusitan egin dute aurrera. Alde batetik, zelulen eraginkortasuna hobetu da eta elektrizitate-kontsumoarekin lotutako funtzionamendu-kostuak murriztu dira. Bestetik, funtzionamendu-korrontearen dentsitatea handitzen da eta inbertsio-kostua gutxitzen da.

Elektrolizatzaile alkalinoaren funtzionamendu-printzipioa irudian ageri da. Bateria diafragma hermetiko batek bereizitako bi elektrodoz osatuta dago. Bateria-multzoa KOH (% 20tik % 30era) elektrolito alkalino likido kontzentrazio handi batean murgilduta dago, eroankortasun ionikoa maximizatzeko. NaOH eta NaCl disoluzioak ere erabil daitezke elektrolito gisa, baina ez dira ohikoak. Elektrolitoen desabantaila nagusia korrosiboak direla da. Pilak 65 °C eta 100 °C arteko tenperaturan funtzionatzen du. Pilak hidrogenoa sortzen du, eta ondoriozko OH-ak diafragma zeharkatzen du anodora, non birkonbinatzen den oxigenoa sortzeko.

Zelula elektrolitiko alkalino aurreratuak egokiak dira hidrogenoa eskala handian ekoizteko. Fabrikatzaile batzuek egindako zelula elektrolitiko alkalinoek hidrogenoa ekoizteko ahalmen oso handia dute (500 ~ 760Nm3/h), eta dagokion potentzia-kontsumoa 2150 ~ 3534kW-koa da. Praktikan, gas nahasketa sukoiak sortzea saihesteko, hidrogenoaren etekina tarte nominalaren % 25etik % 100era mugatzen da, korronte-dentsitate maximoa 0,4A/cm2 ingurukoa da, funtzionamendu-tenperatura 5 eta 100 °C artekoa da eta presio elektrolitiko maximoa 2,5 eta 3,0 MPa ingurukoa da. Presio elektrolitikoa altuegia denean, inbertsio-kostua handitzen da eta gas nahasketa kaltegarri baten eraketa-arriskua nabarmen handitzen da. Arazketa-gailu laguntzailerik gabe, zelula elektrolisiko alkalinoen bidez sortutako hidrogenoaren purutasuna % 99ra irits daiteke. Zelula elektrolitiko alkalinoen ur elektrolitikoa purua izan behar da; elektrodoa eta funtzionamendu segurua babesteko, uraren eroankortasuna 5S/cm baino txikiagoa da.