Alkalikennojen vedyntuotanto on suhteellisen kypsä elektrolyyttinen vedyntuotantotekniikka. Alkalikenno on turvallinen ja luotettava, sen käyttöikä on 15 vuotta, ja sitä on käytetty laajalti kaupallisesti. Alkalikennojen hyötysuhde on yleensä 42–78 %. Viime vuosina alkalielektrolyysikennot ovat edistyneet kahdella pääasiallisella tavalla. Yhtäältä kennojen hyötysuhdetta on parannettu ja sähkönkulutukseen liittyvät käyttökustannukset ovat pienentyneet. Toisaalta käyttövirrantiheys kasvaa ja investointikustannukset pienenevät.
Kuvassa on esitetty alkalisen elektrolyyserin toimintaperiaate. Akku koostuu kahdesta elektrodista, jotka on erotettu toisistaan ilmatiiviillä kalvolla. Akkukokoonpano upotetaan korkeaan emäksiseen nestemäiseen KOH-elektrolyyttiin (20–30 %) ionijohtavuuden maksimoimiseksi. NaOH- ja NaCl-liuoksia voidaan myös käyttää elektrolyytteinä, mutta niitä ei käytetä yleisesti. Elektrolyyttien suurin haittapuoli on niiden syövyttävyys. Kenno toimii 65–100 °C:n lämpötilassa. Kennon katodi tuottaa vetyä, ja syntynyt OH⁻ virtaa kalvon läpi anodille, jossa se yhdistyy uudelleen ja tuottaa happea.
Edistykselliset alkaliset elektrolyysikennot soveltuvat laajamittaiseen vedyn tuotantoon. Joidenkin valmistajien valmistamilla alkalisilla elektrolyysikennoilla on erittäin korkea vedyn tuotantokapasiteetti (500–760 Nm3/h) ja vastaava tehonkulutus 2150–3534 kW. Käytännössä syttyvien kaasuseosten muodostumisen estämiseksi vedyn saanto on rajoitettu 25–100 prosenttiin nimellisarvosta, suurin sallittu virrantiheys on noin 0,4 A/cm2, käyttölämpötila on 5–100 °C ja suurin elektrolyyttipaine on lähellä 2,5–3,0 MPa. Kun elektrolyyttipaine on liian korkea, investointikustannukset kasvavat ja haitallisten kaasuseosten muodostumisriski kasvaa merkittävästi. Ilman apupuhdistuslaitteita alkalisen kennon elektrolyysissä tuotetun vedyn puhtaus voi nousta 99 prosenttiin. Alkalisen elektrolyysikennon elektrolyysiveden on oltava puhdasta. Elektrodin suojaamiseksi ja turvallisen käytön varmistamiseksi veden johtavuuden on oltava alle 5 S/cm.
Julkaisun aika: 02.02.2023