Proizvodnja vodika z alkalnimi celicami je relativno zrela tehnologija elektrolitske proizvodnje vodika. Alkalne celice so varne in zanesljive, z življenjsko dobo 15 let in se pogosto komercialno uporabljajo. Delovna učinkovitost alkalnih celic je običajno 42 % ~ 78 %. V zadnjih nekaj letih so alkalne elektrolitske celice napredovale v dveh glavnih vidikih. Po eni strani se je izboljšala učinkovitost celic in zmanjšali obratovalni stroški, povezani s porabo električne energije. Po drugi strani se je povečala gostota obratovalnega toka in zmanjšali investicijski stroški.
Načelo delovanja alkalnega elektrolizatorja je prikazano na sliki. Baterija je sestavljena iz dveh elektrod, ločenih z nepredušno membrano. Sklop baterije je potopljen v visoko koncentracijo alkalnega tekočega elektrolita KOH (20 % do 30 %), da se poveča ionska prevodnost. Raztopini NaOH in NaCl se lahko uporabljata tudi kot elektrolita, vendar se ne uporabljata pogosto. Glavna pomanjkljivost elektrolitov je, da so jedki. Celica deluje pri temperaturi od 65 °C do 100 °C. Katoda celice proizvaja vodik, nastali OH⁻ pa teče skozi membrano do anode, kjer se rekombinira in proizvaja kisik.
Napredne alkalne elektrolitske celice so primerne za proizvodnjo vodika v velikem obsegu. Alkalne elektrolitske celice nekaterih proizvajalcev imajo zelo visoko proizvodno zmogljivost vodika (500 ~ 760 Nm3/h), kar ustreza porabi energije od 2150 do 3534 kW. V praksi je za preprečevanje nastajanja vnetljivih plinskih mešanic izkoristek vodika omejen na 25 % do 100 % nazivnega območja, največja dovoljena gostota toka je približno 0,4 A/cm2, delovna temperatura je od 5 do 100 °C, najvišji elektrolitski tlak pa je blizu 2,5 do 3,0 MPa. Ko je elektrolitski tlak previsok, se investicijski stroški povečajo in tveganje za nastanek škodljive plinske mešanice se znatno poveča. Brez pomožne čistilne naprave lahko čistost vodika, proizvedenega z elektrolizo alkalne celice, doseže 99 %. Voda v alkalni elektrolitski celici mora biti čista, saj mora biti za zaščito elektrode in varno delovanje prevodnost vode manjša od 5 S/cm.
Čas objave: 2. februar 2023