알칼리 전해 전지를 이용한 수소 생산은 비교적 성숙한 전해 수소 생산 기술입니다. 알칼리 전지는 안전하고 신뢰성이 높으며 수명이 15년에 달하여 상업적으로 널리 사용되고 있습니다. 알칼리 전지의 작동 효율은 일반적으로 42%~78%입니다. 최근 몇 년 동안 알칼리 전해 전지는 두 가지 주요 측면에서 발전을 이루었습니다. 첫째, 전지 효율이 향상되고 전기 소비와 관련된 운영 비용이 절감되었습니다. 둘째, 작동 전류 밀도가 증가하고 투자 비용이 감소했습니다.
알칼리 전해조의 작동 원리는 그림에 나타나 있습니다. 전해조는 밀폐된 막으로 분리된 두 개의 전극으로 구성됩니다. 전해조는 이온 전도도를 극대화하기 위해 고농도의 알칼리 액체 전해액인 KOH(20~30%)에 담겨 있습니다. NaOH 및 NaCl 용액도 전해액으로 사용할 수 있지만 일반적으로 사용되지는 않습니다. 전해액의 주요 단점은 부식성입니다. 전해조는 65°C에서 100°C 사이의 온도에서 작동합니다. 전해조의 음극에서는 수소가 생성되고, 생성된 OH⁻ 이온은 막을 통해 음극으로 이동하여 다시 결합하여 산소를 생성합니다.
고성능 알칼리 전해조는 대규모 수소 생산에 적합합니다. 일부 제조업체에서 생산하는 알칼리 전해조는 500~760Nm³/h의 매우 높은 수소 생산 용량을 자랑하며, 이에 상응하는 전력 소비량은 2150~3534kW에 달합니다. 실제 생산 과정에서는 가연성 가스 혼합물 생성을 방지하기 위해 수소 생산량은 정격 범위의 25%~100%로 제한되며, 최대 허용 전류 밀도는 약 0.4A/cm², 작동 온도는 5~100°C, 최대 전해 압력은 2.5~3.0MPa로 제한됩니다. 전해 압력이 너무 높으면 투자 비용이 증가하고 유해 가스 혼합물 생성 위험이 크게 높아집니다. 별도의 정화 장치 없이도 알칼리 전해조에서 생산되는 수소의 순도는 99%에 달할 수 있습니다. 전극 보호 및 안전한 작동을 위해서는 알칼리 전해조에 사용되는 전해수는 순수해야 하며, 물의 전도도는 5S/cm 미만이어야 합니다.
게시 시간: 2023년 2월 2일