Progresi i teknologjisë së prodhimit të hidrogjenit dhe analiza ekonomike - Prodhimi i hidrogjenit në qelizën alkaline elektrolitike

Prodhimi i hidrogjenit nga qelizat alkaline është një teknologji relativisht e zhvilluar e prodhimit të hidrogjenit elektrolitik. Qelizat alkaline janë të sigurta dhe të besueshme, me një jetëgjatësi prej 15 vjetësh dhe janë përdorur gjerësisht komercialisht. Efikasiteti i punës së qelizave alkaline është përgjithësisht 42% ~ 78%. Në vitet e fundit, qelizat alkaline elektrolitike kanë bërë përparim në dy aspekte kryesore. Nga njëra anë, është përmirësuar efikasiteti i përmirësuar i qelizave dhe janë ulur kostot operative të lidhura me konsumin e energjisë elektrike. Nga ana tjetër, dendësia e rrymës operative rritet dhe kostoja e investimit zvogëlohet.

Parimi i punës së elektrolizuesit alkalik tregohet në figurë. Bateria përbëhet nga dy elektroda të ndara nga një diafragmë hermetike. Montimi i baterisë është zhytur në një përqendrim të lartë të elektrolitit të lëngshëm alkalik KOH (20% deri në 30%) për të maksimizuar përçueshmërinë jonike. Tretësirat e NaOH dhe NaCl mund të përdoren gjithashtu si elektrolite, por ato nuk përdoren zakonisht. Disavantazhi kryesor i elektroliteve është se ato janë gërryese. Qeliza funksionon në një temperaturë prej 65 °C deri në 100 °C. Katoda e qelizës prodhon hidrogjen, dhe OH- që rezulton rrjedh përmes diafragmës në anodë, ku rikombinohet për të prodhuar oksigjen.

Qelizat elektrolitike alkaline të përparuara janë të përshtatshme për prodhimin e hidrogjenit në shkallë të gjerë. Qelizat elektrolitike alkaline të prodhuara nga disa prodhues kanë kapacitet shumë të lartë prodhimi të hidrogjenit në (500 ~ 760Nm3/orë), me konsum përkatës të energjisë prej 2150 ~ 3534kW. Në praktikë, për të parandaluar krijimin e përzierjeve të gazrave të ndezshme, rendimenti i hidrogjenit është i kufizuar në 25% deri në 100% të diapazonit të vlerësuar, dendësia maksimale e lejuar e rrymës është rreth 0.4A/cm2, temperatura e funksionimit është 5 deri në 100°C, dhe presioni maksimal elektrolitik është afër 2.5 deri në 3.0 MPa. Kur presioni elektrolitik është shumë i lartë, kostoja e investimit rritet dhe rreziku i formimit të përzierjes së dëmshme të gazit rritet ndjeshëm. Pa ndonjë pajisje ndihmëse pastrimi, pastërtia e hidrogjenit të prodhuar nga elektroliza e qelizave alkaline mund të arrijë 99%. Uji elektrolitik i qelizave elektrolitike alkaline duhet të jetë i pastër, për të mbrojtur elektrodën dhe për të funksionuar në mënyrë të sigurt, përçueshmëria e ujit është më pak se 5S/cm.