تولید هیدروژن با سلول قلیایی، یک فناوری نسبتاً بالغ در تولید هیدروژن الکترولیتی است. سلول قلیایی ایمن و قابل اعتماد است و طول عمری معادل ۱۵ سال دارد و به طور گسترده در تجارت مورد استفاده قرار گرفته است. راندمان کاری سلول قلیایی عموماً ۴۲٪ تا ۷۸٪ است. در چند سال گذشته، سلولهای الکترولیتی قلیایی در دو جنبه اصلی پیشرفت داشتهاند. از یک سو، راندمان سلول بهبود یافته و هزینههای عملیاتی مرتبط با مصرف برق کاهش یافته است. از سوی دیگر، چگالی جریان عملیاتی افزایش و هزینه سرمایهگذاری کاهش یافته است.
اصول کار الکترولیز قلیایی در شکل نشان داده شده است. باتری از دو الکترود تشکیل شده است که توسط یک دیافراگم هوابند از هم جدا شدهاند. مجموعه باتری در غلظت بالایی از الکترولیت مایع قلیایی KOH (20٪ تا 30٪) غوطهور میشود تا رسانایی یونی به حداکثر برسد. محلولهای NaOH و NaCl نیز میتوانند به عنوان الکترولیت استفاده شوند، اما معمولاً استفاده نمیشوند. عیب اصلی الکترولیتها خورنده بودن آنهاست. سلول در دمای 65 تا 100 درجه سانتیگراد کار میکند. کاتد سلول هیدروژن تولید میکند و OH حاصل از طریق دیافراگم به آند جریان مییابد، جایی که برای تولید اکسیژن دوباره ترکیب میشود.
سلولهای الکترولیتی قلیایی پیشرفته برای تولید هیدروژن در مقیاس بزرگ مناسب هستند. سلولهای الکترولیتی قلیایی ساخته شده توسط برخی از تولیدکنندگان، ظرفیت تولید هیدروژن بسیار بالایی در حدود (500 ~ 760Nm3/h) با مصرف برق مربوطه 2150 ~ 3534kW دارند. در عمل، برای جلوگیری از ایجاد مخلوطهای گازی قابل اشتعال، بازده هیدروژن به 25٪ تا 100٪ از محدوده نامی محدود میشود، حداکثر چگالی جریان مجاز حدود 0.4A/cm2، دمای عملیاتی 5 تا 100 درجه سانتیگراد و حداکثر فشار الکترولیتی نزدیک به 2.5 تا 3.0 مگاپاسکال است. هنگامی که فشار الکترولیتی خیلی زیاد باشد، هزینه سرمایهگذاری افزایش مییابد و خطر تشکیل مخلوط گازی مضر به طور قابل توجهی افزایش مییابد. بدون هیچ وسیله تصفیه کمکی، خلوص هیدروژن تولید شده توسط الکترولیز سلول قلیایی میتواند به 99٪ برسد. آب الکترولیتی سلول الکترولیتی قلیایی باید خالص باشد، برای محافظت از الکترود و عملکرد ایمن، رسانایی آب کمتر از 5S/cm است.
زمان ارسال: فوریه-02-2023