ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றம் மற்றும் பொருளாதார பகுப்பாய்வு – கார மின்பகுப்பு கலத்தில் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி

கார மின்கல ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி என்பது ஒப்பீட்டளவில் முதிர்ச்சியடைந்த ஒரு மின்பகுப்பு ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி தொழில்நுட்பமாகும். கார மின்கலம் பாதுகாப்பானது மற்றும் நம்பகமானது, இதன் ஆயுட்காலம் 15 ஆண்டுகள் ஆகும், மேலும் இது வணிக ரீதியாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. கார மின்கலத்தின் செயல்பாட்டுத் திறன் பொதுவாக 42% முதல் 78% வரை இருக்கும். கடந்த சில ஆண்டுகளில், கார மின்பகுப்பு மின்கலங்கள் இரண்டு முக்கிய அம்சங்களில் முன்னேற்றம் கண்டுள்ளன. ஒருபுறம், மின்கலத்தின் செயல்திறன் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் மின்சார நுகர்வு தொடர்பான இயக்கச் செலவுகள் குறைக்கப்பட்டுள்ளன. மறுபுறம், இயக்க மின்னோட்ட அடர்த்தி அதிகரித்து, முதலீட்டுச் செலவு குறைகிறது.

கார மின்பகுப்பானின் செயல்படும் கொள்கை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. மின்கலமானது, காற்றுப்புகாத சவ்வினால் பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு மின்முனைகளைக் கொண்டுள்ளது. அயனிக் கடத்துத்திறனை அதிகபட்சமாக்குவதற்காக, மின்கல அமைப்பானது அதிக செறிவுள்ள காரத் திரவ மின்பகுளியான KOH (20% முதல் 30%) இல் மூழ்கடிக்கப்படுகிறது. NaOH மற்றும் NaCl கரைசல்களையும் மின்பகுளிகளாகப் பயன்படுத்தலாம், ஆனால் அவை பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை. மின்பகுளிகளின் முக்கிய குறைபாடு என்னவென்றால், அவை அரிக்கும் தன்மை கொண்டவை. மின்கலம் 65 °C முதல் 100°C வரையிலான வெப்பநிலையில் செயல்படுகிறது. மின்கலத்தின் எதிர்மின்முனை ஹைட்ரஜனை உருவாக்குகிறது, அதன் விளைவாக உருவாகும் OH – ஆனது சவ்வு வழியாக நேர்மின்முனைக்குச் சென்று, அங்கு மீண்டும் இணைந்து ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகிறது.

மேம்பட்ட கார மின்பகுப்புக் கலங்கள் பெரிய அளவிலான ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கு ஏற்றவை. சில உற்பத்தியாளர்களால் தயாரிக்கப்படும் கார மின்பகுப்புக் கலங்கள் (500 ~ 760Nm3/h) என்ற மிக அதிக ஹைட்ரஜன் உற்பத்தித் திறனைக் கொண்டுள்ளன, அதற்கேற்ற மின் நுகர்வு 2150 ~ 3534kW ஆகும். நடைமுறையில், எளிதில் தீப்பற்றக்கூடிய வாயுக்கலவைகள் உருவாவதைத் தடுக்க, ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி அதன் மதிப்பிடப்பட்ட வரம்பில் 25% முதல் 100% வரை கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட மின்னோட்ட அடர்த்தி சுமார் 0.4A/cm2, இயக்க வெப்பநிலை 5 முதல் 100°C வரையிலும், அதிகபட்ச மின்பகுப்பு அழுத்தம் சுமார் 2.5 முதல் 3.0 MPa வரையிலும் உள்ளது. மின்பகுப்பு அழுத்தம் மிக அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​முதலீட்டுச் செலவு அதிகரித்து, தீங்கு விளைவிக்கும் வாயுக்கலவை உருவாகும் அபாயமும் கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. எந்தவொரு துணை சுத்திகரிப்பு சாதனமும் இல்லாமல், காரக் கல மின்பகுப்பு மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஹைட்ரஜனின் தூய்மை 99% வரை அடையலாம். மின்முனையைப் பாதுகாக்கவும், பாதுகாப்பான செயல்பாட்டிற்காகவும், கார மின்பகுப்புக் கலத்தின் மின்பகுப்பு நீர் தூய்மையாக இருக்க வேண்டும், மேலும் நீரின் கடத்துத்திறன் 5S/cm-க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும்.