Producția de hidrogen prin intermediul celulelor alcaline este o tehnologie relativ matură de producere a hidrogenului electrolitic. Celula alcalină este sigură și fiabilă, cu o durată de viață de 15 ani și a fost utilizată pe scară largă în domeniul comercial. Eficiența de funcționare a celulelor alcaline este în general de 42% ~ 78%. În ultimii ani, celulele electrolitice alcaline au înregistrat progrese în două aspecte principale. Pe de o parte, eficiența îmbunătățită a celulelor a fost îmbunătățită, iar costurile de operare asociate cu consumul de energie electrică au fost reduse. Pe de altă parte, densitatea curentului de funcționare crește, iar costul investiției scade.
Principiul de funcționare al electrolizorului alcalin este prezentat în figură. Bateria este formată din doi electrozi separați printr-o diafragmă etanșă. Ansamblul bateriei este scufundat într-un electrolit lichid alcalin KOH cu concentrație mare (20% până la 30%) pentru a maximiza conductivitatea ionică. Soluțiile de NaOH și NaCl pot fi, de asemenea, utilizate ca electroliți, dar nu sunt utilizate în mod obișnuit. Principalul dezavantaj al electroliților este că sunt corozivi. Celula funcționează la o temperatură cuprinsă între 65 °C și 100 °C. Catodul celulei produce hidrogen, iar OH- rezultat curge prin diafragmă către anod, unde se recombină pentru a produce oxigen.
Celulele electrolitice alcaline avansate sunt potrivite pentru producerea de hidrogen la scară largă. Celulele electrolitice alcaline fabricate de unii producători au o capacitate foarte mare de producție de hidrogen (500 ~ 760Nm3/h), cu un consum de energie corespunzător de 2150 ~ 3534kW. În practică, pentru a preveni crearea de amestecuri de gaze inflamabile, randamentul de hidrogen este limitat la 25% până la 100% din intervalul nominal, densitatea maximă admisă de curent este de aproximativ 0,4A/cm2, temperatura de funcționare este de 5 până la 100°C, iar presiunea electrolitică maximă este apropiată de 2,5 până la 3,0 MPa. Când presiunea electrolitică este prea mare, costul investiției crește, iar riscul de formare a unui amestec de gaze nociv crește semnificativ. Fără niciun dispozitiv auxiliar de purificare, puritatea hidrogenului produs prin electroliza celulelor alcaline poate ajunge la 99%. Apa electrolitică din celulele electrolitice alcaline trebuie să fie pură, iar pentru a proteja electrodul și a funcționa în siguranță, conductivitatea apei este mai mică de 5S/cm.
Data publicării: 02 februarie 2023