హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సాంకేతికత పురోగతి మరియు ఆర్థిక విశ్లేషణ – క్షార విద్యుద్విశ్లేషణ కణంలో హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి

ఆల్కలైన్ సెల్ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి అనేది ఒక సాపేక్షంగా పరిణతి చెందిన ఎలక్ట్రోలైటిక్ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సాంకేతికత. ఆల్కలైన్ సెల్ సురక్షితమైనది మరియు నమ్మదగినది, దీని జీవితకాలం 15 సంవత్సరాలు, మరియు ఇది వాణిజ్యపరంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది. ఆల్కలైన్ సెల్ యొక్క పని సామర్థ్యం సాధారణంగా 42% ~ 78% ఉంటుంది. గత కొన్ని సంవత్సరాలుగా, ఆల్కలైన్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్స్ రెండు ప్రధాన అంశాలలో పురోగతి సాధించాయి. ఒకవైపు, సెల్ సామర్థ్యం మెరుగుపడింది మరియు విద్యుత్ వినియోగానికి సంబంధించిన నిర్వహణ ఖర్చులు తగ్గాయి. మరోవైపు, ఆపరేటింగ్ కరెంట్ డెన్సిటీ పెరిగింది మరియు పెట్టుబడి వ్యయం తగ్గింది.

క్షార విద్యుద్విశ్లేషణ యంత్రం యొక్క పని సూత్రం పటంలో చూపబడింది. ఈ బ్యాటరీలో గాలి చొరబడని డయాఫ్రమ్ ద్వారా వేరు చేయబడిన రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఉంటాయి. అయానిక వాహకతను గరిష్ఠం చేయడానికి, బ్యాటరీ అసెంబ్లీని అధిక గాఢత గల క్షార ద్రవ విద్యుద్విశ్లేషణ యంత్రమైన KOH (20% నుండి 30%)లో ముంచుతారు. NaOH మరియు NaCl ద్రావణాలను కూడా విద్యుద్విశ్లేషణ యంత్రాలుగా ఉపయోగించవచ్చు, కానీ వాటిని సాధారణంగా ఉపయోగించరు. విద్యుద్విశ్లేషణ యంత్రాల యొక్క ప్రధాన లోపం ఏమిటంటే అవి క్షయకారక స్వభావం కలిగి ఉంటాయి. ఈ సెల్ 65 °C నుండి 100 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేస్తుంది. సెల్ యొక్క కాథోడ్ హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, మరియు దాని ఫలితంగా ఏర్పడిన OH – అయాన్ డయాఫ్రమ్ గుండా ఆనోడ్‌కు ప్రవహించి, అక్కడ పునఃసంయోగం చెంది ఆక్సిజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

అధునాతన ఆల్కలైన్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్‌లు భారీ స్థాయిలో హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటాయి. కొన్ని తయారీదారులు తయారుచేసే ఆల్కలైన్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్‌లు గంటకు 500 నుండి 760 Nm³ వరకు చాలా అధిక హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, దీనికి అనుగుణంగా 2150 నుండి 3534 kW విద్యుత్ వినియోగం ఉంటుంది. ఆచరణలో, మండే వాయు మిశ్రమాలు ఏర్పడకుండా నివారించడానికి, హైడ్రోజన్ దిగుబడిని రేటెడ్ పరిధిలో 25% నుండి 100% వరకు పరిమితం చేస్తారు, గరిష్టంగా అనుమతించదగిన కరెంట్ సాంద్రత సుమారు 0.4 A/cm², నిర్వహణ ఉష్ణోగ్రత 5 నుండి 100°C వరకు, మరియు గరిష్ట ఎలక్ట్రోలైటిక్ పీడనం 2.5 నుండి 3.0 MPa వరకు ఉంటుంది. ఎలక్ట్రోలైటిక్ పీడనం చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, పెట్టుబడి వ్యయం పెరుగుతుంది మరియు హానికరమైన వాయు మిశ్రమం ఏర్పడే ప్రమాదం గణనీయంగా పెరుగుతుంది. ఎలాంటి సహాయక శుద్ధి పరికరం లేకుండా, ఆల్కలైన్ సెల్ ఎలక్ట్రోలైసిస్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన హైడ్రోజన్ స్వచ్ఛత 99% వరకు ఉంటుంది. ఎలక్ట్రోడ్‌ను రక్షించడానికి మరియు సురక్షితమైన ఆపరేషన్ కోసం, ఆల్కలైన్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ నీరు తప్పనిసరిగా స్వచ్ఛంగా ఉండాలి, నీటి వాహకత 5S/cm కంటే తక్కువగా ఉండాలి.