ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนและการวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจ – การผลิตไฮโดรเจนในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ด่าง

การผลิตไฮโดรเจนของเซลล์อัลคาไลน์เป็นเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าที่ค่อนข้างสมบูรณ์ เซลล์อัลคาไลน์มีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ มีอายุการใช้งาน 15 ปี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเชิงพาณิชย์ ประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์อัลคาไลน์โดยทั่วไปอยู่ที่ 42% ~ 78% ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เซลล์อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์มีความก้าวหน้าในสองด้านหลัก ประการหนึ่ง ประสิทธิภาพเซลล์ที่ได้รับการปรับปรุงได้รับการปรับปรุง และต้นทุนการดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไฟฟ้าก็ลดลง อีกด้านหนึ่ง ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าในการทำงานเพิ่มขึ้น และต้นทุนการลงทุนก็ลดลง

หลักการทำงานของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์อัลคาไลน์แสดงไว้ในรูปภาพ แบตเตอรี่ประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้วที่คั่นด้วยไดอะแฟรมที่ปิดสนิท ส่วนประกอบของแบตเตอรี่จะจุ่มลงในอิเล็กโทรไลต์เหลวอัลคาไลน์ที่มีความเข้มข้นสูง (20% ถึง 30%) เพื่อเพิ่มสภาพนำไฟฟ้าไอออนิกให้สูงสุด สารละลาย NaOH และ NaCl ยังใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ได้ แต่ไม่ค่อยได้ใช้ ข้อเสียหลักของอิเล็กโทรไลต์คือกัดกร่อน เซลล์ทำงานที่อุณหภูมิ 65 °C ถึง 100 °C แคโทดของเซลล์ผลิตไฮโดรเจน และ OH ที่เกิดขึ้นจะไหลผ่านไดอะแฟรมไปยังแอโนด ซึ่งจะรวมตัวกันอีกครั้งเพื่อผลิตออกซิเจน

เซลล์อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ขั้นสูงเหมาะสำหรับการผลิตไฮโดรเจนในปริมาณมาก เซลล์อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ที่ผลิตโดยผู้ผลิตบางรายมีกำลังการผลิตไฮโดรเจนสูงมากที่ (500 ~ 760Nm3/h) โดยมีการใช้พลังงานที่สอดคล้องกันที่ 2150 ~ 3534kW ในทางปฏิบัติ เพื่อป้องกันการสร้างส่วนผสมของก๊าซที่ติดไฟได้ ผลผลิตไฮโดรเจนจะถูกจำกัดไว้ที่ 25% ถึง 100% ของช่วงที่กำหนด ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตคือประมาณ 0.4A/cm2 อุณหภูมิในการทำงานคือ 5 ถึง 100°C และแรงดันอิเล็กโทรไลต์สูงสุดอยู่ใกล้ 2.5 ถึง 3.0 MPa เมื่อแรงดันอิเล็กโทรไลต์สูงเกินไป ต้นทุนการลงทุนจะเพิ่มขึ้นและความเสี่ยงในการก่อตัวของส่วนผสมของก๊าซที่เป็นอันตรายจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก หากไม่มีอุปกรณ์ฟอกเสริม ความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนที่ผลิตได้จากอิเล็กโทรไลต์เซลล์อัลคาไลน์สามารถสูงถึง 99% น้ำอิเล็กโทรไลต์เซลล์อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์จะต้องบริสุทธิ์ เพื่อปกป้องอิเล็กโทรดและการทำงานที่ปลอดภัย ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำจะต้องน้อยกว่า 5S/cm