Pag-unlad ng teknolohiya ng produksyon ng hydrogen at pagsusuri sa ekonomiya - Produksyon ng hydrogen sa alkaline electrolytic cell

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

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng alkaline electrolyzer ay ipinapakita sa figure.Ang baterya ay binubuo ng dalawang electrodes na pinaghihiwalay ng isang air-tight diaphragm.Ang pagpupulong ng baterya ay inilubog sa isang mataas na konsentrasyon ng alkaline liquid electrolyte na KOH(20% hanggang 30%) upang i-maximize ang ionic conductivity. Ang mga solusyon sa NaOH at NaCl ay maaari ding gamitin bilang mga electrolyte, ngunit hindi ito karaniwang ginagamit. Ang pangunahing kawalan ng electrolytes ay ang mga ito ay kinakaing unti-unti.Gumagana ang cell sa temperatura na 65 °C hanggang 100 °C. Ang katod ng cell ay gumagawa ng hydrogen, at ang nagreresultang OH - ay dumadaloy sa diaphragm patungo sa anode, kung saan ito ay muling nagsasama upang makagawa ng oxygen.

Ang mga advanced na alkaline electrolytic cells ay angkop para sa malakihang produksyon ng hydrogen. Ang mga alkaline electrolytic cell na ginawa ng ilang mga tagagawa ay may napakataas na kapasidad ng produksyon ng hydrogen sa (500 ~ 760Nm3/h), na may katumbas na paggamit 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 na-rate na hanay, ang maximum na pinapayagang kasalukuyang density ay tungkol sa 0.4A/cm2, ang operating temperatura ay 5 hanggang 100°C, at ang pinakamataas na electrolytic pressure ay malapit sa 2.5 hanggang 3.0 MPa.Kapag ang electrolytic pressure ay masyadong mataas, ang gastos sa pamumuhunan ay tumataas at ang panganib ng pagbuo ng nakakapinsalang pinaghalong gas ay tumataas nang malaki.Nang walang anumang auxiliary purification device, ang kadalisayan ng hydrogen na ginawa ng alkaline cell electrolysis ay maaaring umabot sa 99%.Alkaline electrolytic cell electrolytic tubig ay dapat na dalisay, upang maprotektahan ang elektrod at ligtas na operasyon, tubig kondaktibiti ay mas mababa sa 5S/cm.