Maendeleo ya teknolojia ya uzalishaji wa hidrojeni na uchambuzi wa kiuchumi - Uzalishaji wa hidrojeni katika seli ya elektroliti ya alkali

Uzalishaji wa hidrojeni wa seli za alkali ni teknolojia iliyokomaa kiasi ya uzalishaji wa hidrojeni ya elektroliti. Seli za alkali ni salama na ya kuaminika, zenye maisha ya miaka 15, na zimetumika sana kibiashara. Ufanisi wa utendaji kazi wa seli za alkali kwa ujumla ni 42% ~ 78%. Katika miaka michache iliyopita, seli za elektroliti za alkali zimepiga hatua katika nyanja mbili kuu. Kwa upande mmoja, ufanisi ulioboreshwa wa seli umeboreshwa na gharama za uendeshaji zinazohusiana na matumizi ya umeme zimepunguzwa. Kwa upande mwingine, msongamano wa mkondo wa uendeshaji huongezeka na gharama ya uwekezaji hupungua.

Kanuni ya utendaji kazi wa elektroliza ya alkali imeonyeshwa kwenye mchoro. Betri ina elektrodi mbili zilizotenganishwa na kiwambo kisichopitisha hewa. Mkusanyiko wa betri huingizwa kwenye mkusanyiko mkubwa wa elektroliti ya kioevu ya alkali KOH (20% hadi 30%) ili kuongeza upitishaji wa ioni. Michanganyiko ya NaOH na NaCl pia inaweza kutumika kama elektroliti, lakini haitumiki sana. Ubaya mkuu wa elektroliti ni kwamba zina babuzi. Seli hufanya kazi kwa joto la 65 °C hadi 100 °C. Kathodi ya seli hutoa hidrojeni, na OH inayotokana - hutiririka kupitia kiwambo hadi kwenye anodi, ambapo huchanganyika tena ili kutoa oksijeni.

Seli za elektroliti za alkali za hali ya juu zinafaa kwa uzalishaji mkubwa wa hidrojeni. Seli za elektroliti za alkali zilizotengenezwa na baadhi ya wazalishaji zina uwezo mkubwa sana wa uzalishaji wa hidrojeni kwa (500 ~ 760Nm3/h), zikiwa na matumizi ya nguvu yanayolingana ya 2150 ~ 3534kW. Kwa vitendo, ili kuzuia uundaji wa michanganyiko ya gesi inayoweza kuwaka, mavuno ya hidrojeni ni mdogo kwa 25% hadi 100% ya kiwango kilichokadiriwa, msongamano wa juu wa mkondo unaoruhusiwa ni takriban 0.4A/cm2, halijoto ya uendeshaji ni 5 hadi 100°C, na shinikizo la juu la elektroliti ni karibu na 2.5 hadi 3.0 MPa. Wakati shinikizo la elektroliti likiwa kubwa mno, gharama ya uwekezaji huongezeka na hatari ya uundaji wa mchanganyiko wa gesi hatari huongezeka sana. Bila kifaa chochote cha utakaso saidizi, usafi wa hidrojeni unaozalishwa na elektroliti ya seli za alkali unaweza kufikia 99%. Maji ya elektroliti ya seli za alkali lazima yawe safi, ili kulinda elektrodi na uendeshaji salama, upitishaji wa maji ni chini ya 5S/cm2.