წყალბადის წარმოების ტექნოლოგიის პროგრესი და ეკონომიკური ანალიზი - წყალბადის წარმოება ტუტე ელექტროლიტურ უჯრედში

ტუტე ელემენტის წყალბადის წარმოება შედარებით განვითარებული ელექტროლიტური წყალბადის წარმოების ტექნოლოგიაა. ტუტე ელემენტი უსაფრთხო და საიმედოა, მისი სიცოცხლის ხანგრძლივობა 15 წელია და ფართოდ გამოიყენება კომერციულად. ტუტე ელემენტის მუშაობის ეფექტურობა, როგორც წესი, 42%-დან 78%-მდეა. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ტუტე ელექტროლიტურმა ელემენტებმა პროგრესს მიაღწიეს ორ ძირითად ასპექტში. ერთი მხრივ, გაუმჯობესდა ელემენტის ეფექტურობა და შემცირდა ელექტროენერგიის მოხმარებასთან დაკავშირებული საოპერაციო ხარჯები. მეორე მხრივ, იზრდება საოპერაციო დენის სიმკვრივე და მცირდება საინვესტიციო ღირებულება.

ტუტე ელექტროლიზატორის მუშაობის პრინციპი ნაჩვენებია ნახაზზე. აკუმულატორი შედგება ორი ელექტროდისგან, რომლებიც გამოყოფილია ჰერმეტული დიაფრაგმით. აკუმულატორის ასამბლეა ჩაძირულია ტუტე თხევადი ელექტროლიტის მაღალი კონცენტრაციით KOH-ში (20%-დან 30%-მდე) იონური გამტარობის მაქსიმიზაციის მიზნით. NaOH და NaCl ხსნარები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროლიტებად, მაგრამ ისინი ფართოდ არ გამოიყენება. ელექტროლიტების მთავარი ნაკლი მათი კოროზიულობაა. უჯრედი მუშაობს 65°C-დან 100°C-მდე ტემპერატურაზე. უჯრედის კათოდი წარმოქმნის წყალბადს და შედეგად მიღებული OH- მიედინება დიაფრაგმის გავლით ანოდში, სადაც ის ხელახლა კომბინირდება ჟანგბადის წარმოქმნისთვის.

მოწინავე ტუტე ელექტროლიტური უჯრედები შესაფერისია წყალბადის ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის. ზოგიერთი მწარმოებლის მიერ წარმოებულ ტუტე ელექტროლიტურ უჯრედებს აქვთ წყალბადის წარმოების ძალიან მაღალი სიმძლავრე (500 ~ 760 ნმ3/სთ), შესაბამისი ენერგომოხმარებით 2150 ~ 3534 კვტ. პრაქტიკაში, აალებადი აირის ნარევების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად, წყალბადის გამოსავლიანობა შემოიფარგლება ნომინალური დიაპაზონის 25%-დან 100%-მდე, მაქსიმალური დასაშვები დენის სიმკვრივეა დაახლოებით 0.4 ა/სმ2, სამუშაო ტემპერატურაა 5-დან 100°C-მდე, ხოლო მაქსიმალური ელექტროლიტური წნევა ახლოს არის 2.5-დან 3.0 მპა-მდე. როდესაც ელექტროლიტური წნევა ძალიან მაღალია, იზრდება ინვესტიციის ღირებულება და მნიშვნელოვნად იზრდება მავნე აირის ნარევის წარმოქმნის რისკი. რაიმე დამხმარე გამწმენდი მოწყობილობის გარეშე, ტუტე უჯრედის ელექტროლიზით წარმოქმნილი წყალბადის სისუფთავემ შეიძლება მიაღწიოს 99%-ს. ტუტე ელექტროლიტური უჯრედის ელექტროლიტური წყალი უნდა იყოს სუფთა, ელექტროდის დასაცავად და უსაფრთხო მუშაობისთვის, წყლის გამტარობა 5S/სმ-ზე ნაკლებია.