हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकी की प्रगति और आर्थिक विश्लेषण – क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में हाइड्रोजन उत्पादन

क्षारीय सेल हाइड्रोजन उत्पादन एक अपेक्षाकृत परिपक्व इलेक्ट्रोलाइटिक हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक है। क्षारीय सेल सुरक्षित और विश्वसनीय है, जिसका जीवनकाल 15 वर्ष है, और इसका व्यापक रूप से व्यावसायिक रूप से उपयोग किया गया है। क्षारीय सेल की कार्यकुशलता आम तौर पर 42% ~ 78% है। पिछले कुछ वर्षों में, क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं ने दो मुख्य पहलुओं में प्रगति की है। एक ओर, बेहतर सेल दक्षता में सुधार हुआ है और बिजली की खपत से जुड़ी परिचालन लागत कम हो गई है। दूसरी ओर, ऑपरेटिंग वर्तमान घनत्व बढ़ता है और निवेश लागत कम हो जाती है।

क्षारीय इलेक्ट्रोलाइजर का कार्य सिद्धांत चित्र में दिखाया गया है। बैटरी में दो इलेक्ट्रोड होते हैं जो एक एयर-टाइट डायाफ्राम द्वारा अलग किए जाते हैं। आयनिक चालकता को अधिकतम करने के लिए बैटरी असेंबली को क्षारीय तरल इलेक्ट्रोलाइट KOH (20% से 30%) की उच्च सांद्रता में डुबोया जाता है। NaOH और NaCl घोल का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में भी किया जा सकता है, लेकिन उनका आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स का मुख्य नुकसान यह है कि वे संक्षारक होते हैं। सेल 65 °C से 100°C के तापमान पर काम करता है। सेल का कैथोड हाइड्रोजन का उत्पादन करता है, और परिणामस्वरूप OH - डायाफ्राम के माध्यम से एनोड में प्रवाहित होता है, जहाँ यह ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए पुनर्संयोजित होता है।

उन्नत क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक सेल बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं। कुछ निर्माताओं द्वारा बनाए गए क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में हाइड्रोजन उत्पादन क्षमता बहुत अधिक (500 ~ 760Nm3/h) होती है, जिसके अनुरूप बिजली की खपत 2150 ~ 3534kW होती है। व्यवहार में, ज्वलनशील गैस मिश्रण के निर्माण को रोकने के लिए, हाइड्रोजन की उपज रेटेड सीमा के 25% से 100% तक सीमित होती है, अधिकतम स्वीकार्य वर्तमान घनत्व लगभग 0.4A/cm2 होता है, ऑपरेटिंग तापमान 5 से 100°C होता है, और अधिकतम इलेक्ट्रोलाइटिक दबाव 2.5 से 3.0 MPa के करीब होता है। जब इलेक्ट्रोलाइटिक दबाव बहुत अधिक होता है, तो निवेश लागत बढ़ जाती है और हानिकारक गैस मिश्रण के गठन का जोखिम काफी बढ़ जाता है। किसी भी सहायक शुद्धिकरण उपकरण के बिना, क्षारीय सेल इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन की शुद्धता 99% तक पहुँच सकती है। क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटिक सेल इलेक्ट्रोलाइटिक पानी शुद्ध होना चाहिए, इलेक्ट्रोड और सुरक्षित संचालन की रक्षा के लिए, पानी की चालकता 5S / सेमी से कम है।