Pag-unlad ng teknolohiya sa produksyon ng hydrogen at pagsusuring pang-ekonomiya – Produksyon ng hydrogen sa alkaline electrolytic cell

Ang produksyon ng alkaline cell hydrogen ay isang medyo mature na teknolohiya sa produksyon ng electrolytic hydrogen. Ang alkaline cell ay ligtas at maaasahan, na may habang-buhay na 15 taon, at malawakang ginagamit sa komersyo. Ang kahusayan sa pagtatrabaho ng alkaline cell ay karaniwang 42% ~ 78%. Sa mga nakaraang taon, ang mga alkaline electrolytic cell ay nakagawa ng pag-unlad sa dalawang pangunahing aspeto. Sa isang banda, ang pinahusay na kahusayan ng cell ay napabuti at ang mga gastos sa pagpapatakbo na nauugnay sa pagkonsumo ng kuryente ay nabawasan. Sa kabilang banda, ang operating current density ay tumataas at ang gastos sa pamumuhunan ay bumababa.

Ang prinsipyo ng paggana ng alkaline electrolyzer ay ipinapakita sa larawan. Ang baterya ay binubuo ng dalawang electrode na pinaghihiwalay ng isang air-tight diaphragm. Ang assembly ng baterya ay inilulubog sa mataas na konsentrasyon ng alkaline liquid electrolyte na KOH (20% hanggang 30%) upang ma-maximize ang ionic conductivity. Ang mga solusyon ng NaOH at NaCl ay maaari ding gamitin bilang electrolytes, ngunit hindi ito karaniwang ginagamit. Ang pangunahing disbentaha ng mga electrolyte ay ang mga ito ay kinakaing unti-unti. Ang cell ay gumagana sa temperaturang 65 °C hanggang 100 °C. Ang cathode ng cell ay gumagawa ng hydrogen, at ang nagresultang OH- ay dumadaloy sa diaphragm patungo sa anode, kung saan ito ay muling nagsasama-sama upang makagawa ng oxygen.

Ang mga advanced alkaline electrolytic cell ay angkop para sa malawakang produksyon ng hydrogen. Ang mga alkaline electrolytic cell na gawa ng ilang tagagawa ay may napakataas na kapasidad sa produksyon ng hydrogen sa (500 ~ 760Nm3/h), na may katumbas na konsumo ng kuryente na 2150 ~ 3534kW. Sa pagsasagawa, upang maiwasan ang paglikha ng mga nasusunog na pinaghalong gas, ang ani ng hydrogen ay limitado sa 25% hanggang 100% ng rated range, ang pinakamataas na pinapayagang current density ay humigit-kumulang 0.4A/cm2, ang operating temperature ay 5 hanggang 100°C, at ang pinakamataas na electrolytic pressure ay malapit sa 2.5 hanggang 3.0 MPa. Kapag masyadong mataas ang electrolytic pressure, tumataas ang gastos sa pamumuhunan at ang panganib ng pagbuo ng mapaminsalang pinaghalong gas ay tumataas nang malaki. Kung walang anumang auxiliary purification device, ang kadalisayan ng hydrogen na ginawa ng alkaline cell electrolysis ay maaaring umabot sa 99%. Ang alkaline electrolytic cell electrolytic water ay dapat na puro, upang maprotektahan ang electrode at ligtas na operasyon, ang conductivity ng tubig ay mas mababa sa 5S/cm.