Alkalin hücreli hidrojen üretimi, nispeten olgun bir elektrolitik hidrojen üretim teknolojisidir. Alkalin hücre güvenli ve güvenilirdir, 15 yıllık bir kullanım ömrüne sahiptir ve ticari olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Alkalin hücrenin çalışma verimliliği genellikle %42 ila %78 arasındadır. Son birkaç yılda, alkalin elektrolitik hücreler iki ana alanda ilerleme kaydetmiştir. Bir yandan, hücre verimliliği iyileştirilmiş ve elektrik tüketimiyle ilgili işletme maliyetleri düşürülmüştür. Diğer yandan, işletme akım yoğunluğu artmış ve yatırım maliyeti düşmüştür.
Alkalin elektrolizörün çalışma prensibi şekilde gösterilmiştir. Pil, hava geçirmez bir diyaframla ayrılmış iki elektrottan oluşur. Pil düzeneği, iyonik iletkenliği en üst düzeye çıkarmak için yüksek konsantrasyonlu alkalin sıvı elektrolit KOH'ye (%20 ila %30) daldırılır. NaOH ve NaCl çözeltileri de elektrolit olarak kullanılabilir, ancak yaygın olarak kullanılmazlar. Elektrolitlerin en büyük dezavantajı aşındırıcı olmalarıdır. Hücre 65 °C ila 100 °C sıcaklıkta çalışır. Hücrenin katodu hidrojen üretir ve oluşan OH–, diyaframdan anoda doğru akar ve burada oksijen üretmek üzere yeniden birleşir.
Gelişmiş alkali elektrolitik hücreler, büyük ölçekli hidrojen üretimi için uygundur. Bazı üreticilerin ürettiği alkali elektrolitik hücreler, 2150 ~ 3534 kW'lık güç tüketimiyle (500 ~ 760 Nm3/saat) çok yüksek hidrojen üretim kapasitesine sahiptir. Uygulamada, yanıcı gaz karışımlarının oluşmasını önlemek için hidrojen verimi, nominal aralığın %25 ila %100'ü ile sınırlandırılır, maksimum izin verilen akım yoğunluğu yaklaşık 0,4 A/cm2'dir, çalışma sıcaklığı 5 ila 100 °C arasındadır ve maksimum elektrolitik basınç 2,5 ila 3,0 MPa'ya yakındır. Elektrolitik basınç çok yüksek olduğunda, yatırım maliyeti artar ve zararlı gaz karışımı oluşma riski önemli ölçüde artar. Herhangi bir yardımcı arıtma cihazı olmadan, alkali hücre elektroliziyle üretilen hidrojenin saflığı %99'a ulaşabilir. Elektrotu korumak ve güvenli çalışma sağlamak için alkali elektrolitik hücre elektrolitik suyu saf olmalı, su iletkenliği 5 S/cm'den az olmalıdır.
Yayın tarihi: 02 Şubat 2023