Αλκαλικός ηλεκτρολύτης

 
Γιατί να μας επιλέξετε
 
01/

Υπηρεσία μίας στάσης
Υποσχόμαστε να σας παρέχουμε την ταχύτερη απάντηση, την καλύτερη τιμή, την καλύτερη ποιότητα και την πληρέστερη εξυπηρέτηση μετά την πώληση.

02/

Διασφάλιση ποιότητας
Έχουμε μια αυστηρή διαδικασία διασφάλισης ποιότητας για να διασφαλίσουμε ότι όλες οι υπηρεσίες μας πληρούν τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας. Η ομάδα αναλυτών ποιότητας μας ελέγχει διεξοδικά κάθε έργο πριν παραδοθεί στον πελάτη.

03/

Τεχνολογία αιχμής
Χρησιμοποιούμε την πιο πρόσφατη τεχνολογία και εργαλεία για να παρέχουμε υπηρεσίες υψηλής ποιότητας. Η ομάδα μας γνωρίζει καλά τις τελευταίες τάσεις και εξελίξεις στην τεχνολογία και τις χρησιμοποιεί για να παρέχει τα καλύτερα αποτελέσματα.

04/

Ανταγωνιστική Τιμολόγηση
Προσφέρουμε ανταγωνιστικές τιμές για τις υπηρεσίες μας χωρίς συμβιβασμούς στην ποιότητα. Οι τιμές μας είναι διαφανείς και δεν πιστεύουμε σε κρυφές χρεώσεις ή χρεώσεις.

05/

Ικανοποίηση των πελατών
Δεσμευόμαστε να παρέχουμε υπηρεσίες υψηλής ποιότητας που υπερβαίνουν τις προσδοκίες των πελατών μας. Προσπαθούμε να διασφαλίσουμε ότι οι πελάτες μας είναι ικανοποιημένοι με τις υπηρεσίες μας και συνεργαζόμαστε στενά μαζί τους για να διασφαλίσουμε ότι οι ανάγκες τους ικανοποιούνται.

06/

Εξυπηρέτηση πελατών
Κερδίζουμε το σεβασμό σας παρέχοντας έγκαιρα και με προϋπολογισμό. Χτίσαμε τη φήμη μας στην εξαιρετική εξυπηρέτηση πελατών. Ανακαλύψτε τη διαφορά που κάνει.

Τι είναι ο αλκαλικός ηλεκτρολύτης

 

Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες είναι ένας τύπος ηλεκτροχημικής συσκευής που χρησιμοποιεί ένα αλκαλικό διάλυμα (συνήθως υδροξείδιο του καλίου ή υδροξείδιο του νατρίου) ως ηλεκτρολύτη για τη διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και αέριο οξυγόνο.

Οφέλη του αλκαλικού ηλεκτρολύτη

 

Υψηλής απόδοσης

Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες έχουν υψηλή απόδοση μετατροπής, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να μετατρέψουν αποτελεσματικά την ηλεκτρική ενέργεια σε αέριο υδρογόνο. Αυτό συμβαίνει επειδή ο αλκαλικός ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται σε αυτές τις συσκευές έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και χαμηλή αντίσταση, με αποτέλεσμα χαμηλές απώλειες ενέργειας κατά τη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης.

Χαμηλό κόστος

Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες είναι σχετικά απλές και χαμηλού κόστους συσκευές σε σύγκριση με άλλους τύπους ηλεκτρολυτών. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε αυτές τις συσκευές είναι φθηνά και άμεσα διαθέσιμα, γεγονός που τις καθιστά πιο προσιτές στην κατασκευή και τη συντήρηση.

Αντοχή

Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες είναι εξαιρετικά ανθεκτικοί και μπορούν να λειτουργούν συνεχώς για μεγάλες χρονικές περιόδους χωρίς σημαντική υποβάθμιση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο αλκαλικός ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται σε αυτές τις συσκευές είναι μη διαβρωτικός και έχει χαμηλή επίδραση στα ηλεκτρόδια, γεγονός που μειώνει την πιθανότητα βλάβης του ηλεκτροδίου.

Υψηλή καθαρότητα υδρογόνου

Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες παράγουν αέριο υδρογόνο υψηλής καθαρότητας, το οποίο είναι κατάλληλο για χρήση σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των κυψελών καυσίμου και άλλων βιομηχανικών διεργασιών.

Επεκτασιμότητα

Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες είναι εξαιρετικά επεκτάσιμοι και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή αερίου υδρογόνου σε ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων εξόδου, από μικρές μονάδες εργαστηριακής κλίμακας έως συστήματα μεγάλης βιομηχανικής κλίμακας.

Hydrogen Production Dehydration

 

Δομή και υλικά αλκαλικού ηλεκτρολύτη

Τα ηλεκτρόδια διαχωρίζονται συνήθως από ένα λεπτό πορώδες φύλλο (με πάχος μεταξύ {{0}},050 έως 0,5 mm), που συνήθως αναφέρεται ως διάφραγμα ή διαχωριστής. ηλεκτρόνια, αποφεύγοντας έτσι τα ηλεκτρικά βραχυκυκλώματα μεταξύ των ηλεκτροδίων, επιτρέποντας παράλληλα μικρές αποστάσεις μεταξύ των ηλεκτροδίων. Η ιοντική αγωγιμότητα παρέχεται από το υδατικό αλκαλικό διάλυμα, το οποίο διεισδύει στους πόρους του διαφράγματος. Το υπερσύγχρονο διάφραγμα είναι το Zirfon, ένα σύνθετο υλικό ζιρκονίας και πολυσουλφόνης. Το διάφραγμα αποφεύγει περαιτέρω την ανάμειξη του παραγόμενου υδρογόνου και οξυγόνου στην κάθοδο και στην άνοδο αντίστοιχα.
Συνήθως, μέταλλα με βάση το νικέλιο χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρόδια για την ηλεκτρόλυση αλκαλικού νερού. Λαμβάνοντας υπόψη τα καθαρά μέταλλα, το Ni είναι το λιγότερο ενεργό μη ευγενές μέταλλο. Η υψηλή τιμή των καλών ηλεκτροκαταλυτών ευγενών μετάλλων όπως τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας και η διάλυσή τους κατά την εξέλιξη του οξυγόνου είναι μειονέκτημα. Το Ni θεωρείται πιο σταθερό κατά τη διάρκεια της έκλυσης οξυγόνου, αλλά ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει δείξει καλή σταθερότητα και καλύτερη καταλυτική δραστηριότητα από το Ni σε υψηλές θερμοκρασίες κατά την Αντίδραση Εξέλιξης Οξυγόνου (OER).
Οι καταλύτες Ni υψηλής επιφάνειας μπορούν να επιτευχθούν με αποκραματοποίηση κραμάτων Νικελίου-Ψευδάργυρου ή Νικελίου-Αλουμινίου σε αλκαλικό διάλυμα, που συνήθως αναφέρεται ως νικέλιο Raney. Σε δοκιμές κυψελών, τα ηλεκτρόδια με την καλύτερη απόδοση μέχρι στιγμής που έχουν αναφερθεί αποτελούνταν από κράματα Ni ψεκαζόμενα υπό κενό πλάσματος σε πλέγματα Ni και γαλβανισμένα εν θερμώ πλέγματα Ni. Η τελευταία προσέγγιση μπορεί να είναι ενδιαφέρουσα για μεγάλης κλίμακας βιομηχανική κατασκευή, καθώς είναι φθηνή και εύκολα επεκτάσιμη, αλλά δυστυχώς, όλες οι στρατηγικές παρουσιάζουν κάποια υποβάθμιση.

 

Ευκαιρίες μείωσης κόστους
 

 

Η μείωση του κόστους του πράσινου υδρογόνου που παράγεται από την ηλεκτρόλυση του νερού είναι ιδιαίτερα επιθυμητή για τη μείωση του κόστους της ενεργειακής μετάβασης. Αυτό όχι μόνο απαιτεί πράσινη ηλεκτρική ενέργεια χαμηλού κόστους, αλλά και χαμηλότερο κόστος κεφαλαίου. Το τελευταίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό, δεδομένου ότι οι μελλοντικές μονάδες ηλεκτρόλυσης θα λειτουργούν με βάση την (υπερβολική) μεταβλητή ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές, περιορίζοντας τον αριθμό των ωρών λειτουργίας και αυξάνοντας έτσι τη σχετική συμβολή του κόστους κεφαλαίου. Υπάρχουν τρεις τρόποι για να μειώσετε το κόστος κεφαλαίου: οικονομίες κλίμακας, οικονομίες αριθμών και καινοτομία.
Οι «οικονομίες κλίμακας» σημαίνει ότι τα μεγάλα εργοστάσια είναι σχετικά φθηνότερα. Στη χημική βιομηχανία είναι χαρακτηριστικό ότι ένα εργοστάσιο που είναι δέκα φορές μεγαλύτερο είναι μόνο πέντε φορές πιο ακριβό, πράγμα που σημαίνει ότι το κόστος κεφαλαίου ανά μονάδα παραγόμενου προϊόντος είναι κατά δύο συντελεστές χαμηλότερο. Το ερώτημα είναι αν αυτή η κλιμάκωση θα ισχύει και για τις εγκαταστάσεις ηλεκτρόλυσης, καθώς οι ηλεκτρολύτες δεν «κλιμακώνονται καλά»: λόγω περιορισμών στη διαχείριση θερμότητας, οι τρέχουσες αλκαλικές στοίβες περιορίζονται σε μέγεθος περίπου 10 MW και ο αριθμός αυτός δεν αναμένεται να αυξηθεί πολύ στο μελλοντικός. Αυτό σημαίνει ότι για μεγαλύτερες εγκαταστάσεις οι ηλεκτρολύτες θα πρέπει απλώς να "αριθμηθούν", πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν πλεονεκτήματα περιορισμένης κλίμακας για τους ηλεκτρολύτες. Ταυτόχρονα, οι στοίβες συμβάλλουν μόνο στο 10-20% του συνολικού κόστους εγκατάστασης και το άλλο 80-90% στο κόστος κλιμακώνεται καλά. Επομένως, εξακολουθούμε να αναμένουμε καλές οικονομίες κλίμακας για τις μονάδες ηλεκτρόλυσης νερού, αν και μπορεί να είναι ελαφρώς λιγότερο ευνοϊκές από ό,τι για τις κανονικές χημικές μονάδες.
"Οικονομίες αριθμών" σημαίνει ότι όταν παράγονται περισσότερες μονάδες του ίδιου προϊόντος, γίνονται φθηνότερες λόγω της αυτοματοποιημένης κατασκευής και άλλων βελτιστοποιήσεων της αλυσίδας εφοδιασμού. Το πιο γνωστό παράδειγμα είναι οι ηλιακοί συλλέκτες όπου έχουν επιτευχθεί τεράστιες μειώσεις κόστους με αυτόν τον τρόπο. Επίσης, στον τομέα των ηλεκτρολυτών υπάρχει τεράστιες δυνατότητες για «οικονομίες κλίμακας», καθώς επί του παρόντος οι περισσότεροι ηλεκτρολύτες εξακολουθούν να κατασκευάζονται με πολύ εργατικό τρόπο με χειροκίνητη συναρμολόγηση στοιχείων σε στοίβες. Λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για ηλεκτρολύτες, βλέπουμε ήδη τους κατασκευαστές να αρχίζουν να αναπτύσσουν αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής που οδηγούν σε σημαντική μείωση του κόστους.
Τόσο οι «οικονομίες κλίμακας» όσο και οι «οικονομίες αριθμών» θα συμβάλουν στη μείωση του κόστους, αλλά υπάρχει επίσης μια αντιστάθμιση μεταξύ τους: μεγαλύτερες στοίβες και μονάδες (που περιλαμβάνουν αντλίες ao, διαχωριστές αερίου-υγρού και εναλλάκτες θερμότητας) υποδηλώνουν ότι ο αριθμός των μονάδων θα είναι μικρότερος και ως εκ τούτου τα πλεονεκτήματα των «οικονομιών αριθμών» θα είναι μικρότερα. Ωστόσο, η αγορά ηλεκτρολύτη νερού θα είναι τόσο μεγάλη που ακόμη και με μεγάλες στοίβες και μονάδες θα εξακολουθούν να υπάρχουν σημαντικές «οικονομίες αριθμών». Αυτό κάνει ότι για την ηλεκτρόλυση νερού οι «οικονομίες κλίμακας» και οι «οικονομίες αριθμών» μπορούν να είναι συμπληρωματικές.
Μια άλλη σημαντική κινητήρια δύναμη για τη μείωση του κόστους θα είναι η καινοτομία. Παρόλο που η αλκαλική τεχνολογία υπάρχει ήδη για περισσότερα από 100 χρόνια, υπάρχει ακόμα αρκετός χώρος για τεχνικές καινοτομίες, ειδικά όσον αφορά την τρέχουσα πυκνότητα στην οποία λειτουργεί η τεχνολογία. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή τεχνολογία αλκαλικής ηλεκτρόλυσης, η πυκνότητα ρεύματος μπορεί να αυξηθεί κατά περισσότερο από ένα συντελεστή πέντε μέσω καινοτομιών στο διάφραγμα, τις επικαλύψεις ηλεκτροδίων και τον σχεδιασμό των κυψελών. Το σχήμα 3 δείχνει μια σχηματική αναπαράσταση μιας εννοιολογικής στοίβας αλκαλικής ηλεκτρόλυσης που θα μπορούσε να κυκλοφορήσει στην αγορά το 2030. Ο Πίνακας 2 δείχνει τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά απόδοσης ενός τέτοιου ηλεκτρολύτη, δείχνοντας ότι η παραγωγή υδρογόνου ενός τέτοιου ηλεκτρολύτη μπορεί να είναι κατά δέκα συντελεστή υψηλότερη από την παραδοσιακή αλκαλικοί ηλεκτρολύτες. Αυτό μειώνει αποτελεσματικά το κόστος του παραγόμενου υδρογόνου, αφού η στοίβα δεν είναι δέκα φορές πιο ακριβή από την παραδοσιακή.

Μια ματιά στους διαφορετικούς τύπους ηλεκτρολύτη

 

Είναι δυνατό να κατηγοριοποιηθεί ένας ηλεκτρολύτης σύμφωνα με το μέγεθος, τα εξαρτήματα και τη λειτουργία του. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι και καθένας από αυτούς συνδέεται με μια χούφτα μοναδικά χαρακτηριστικά

Ηλεκτρόλυση PEM

Το PEM είναι ένα αρκτικόλεξο για το Proton Exchange Membrane. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί επίσης να αναφέρεται σε "μεμβράνη ηλεκτρολυτών πολυμερούς". Ένας ηλεκτρολύτης PEM χρησιμοποιεί μια λεπτή μεμβράνη που χρησιμοποιείται για να κατευθύνει ιόντα αερίου υδρογόνου σε μια κάθοδο (ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο). Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του τύπου ηλεκτρόλυσης νερού PEM είναι ότι ο ηλεκτρολύτης ψύχεται εύκολα και είναι εξαιρετικά αποδοτικός.
Υπάρχουν ακόμη ορισμένα πιθανά μειονεκτήματα που σχετίζονται με αυτόν τον τύπο ηλεκτρολύτη. Καθώς χρησιμοποιούνται ευγενή μέταλλα (όπως ο χρυσός), η μονάδα μπορεί να είναι μάλλον ακριβή. Ένα άλλο θέμα είναι ότι αυτή η μεμβράνη προσφέρει μόνο μέτρια επίπεδα αντοχής. Με άλλα λόγια, θα πρέπει να αντικαθίσταται από καιρό σε καιρό.

Ηλεκτρόλυση AEM

Το AEM είναι συντομογραφία του Anion Exchange Membrane.[5] Ένας ηλεκτρολύτης υδρογόνου AEM λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με τα συστήματα PEM που αναφέρονται παραπάνω. Ένα κύριο πλεονέκτημα είναι ότι οι ηλεκτροκαταλύτες ευγενών μετάλλων μπορούν να αντικατασταθούν με μέταλλα μετάπτωσης. Αυτό βοηθά στη σημαντική μείωση του κόστους. δίνοντας τη δυνατότητα στον ηλεκτρολύτη να είναι πιο προσιτός.
Τούτου λεχθέντος, η ίδια η τεχνολογία είναι ακόμα μάλλον νέα. Δεν είναι ακόμη γνωστό για ποιες εφαρμογές είναι κατάλληλο. Υπάρχουν επίσης ερωτήματα σχετικά με την πολυπλοκότητα του ίδιου του ηλεκτρολύτη.

Αλκαλική Ηλεκτρόλυση

Ένας αλκαλικός ηλεκτρολύτης χρησιμοποιεί διαλύματα όπως το υδροξείδιο του νατρίου σε συνδυασμό με νερό. Όταν εφαρμόζεται ρεύμα, ιόντα υδροξειδίου περνούν μέσα από το νερό. Αυτό παράγει μικρές φυσαλίδες υδρογόνου και οξυγόνου που μπορούν στη συνέχεια να συλλεχθούν στην άνοδο και την κάθοδο. Αυτή η διαδικασία έχει χρησιμοποιηθεί για πάνω από 100 χρόνια και είναι αναμφισβήτητα η πιο κατανοητή.
Ωστόσο, αυτός ο τύπος ηλεκτρολύτη χρησιμοποιεί ακριβά ευγενή μέταλλα και είναι αρκετά μεγάλος. Αυτά τα χαρακτηριστικά ενδέχεται να μειώνουν τα επίπεδα αποτελεσματικής ηλεκτρόλυσης που έχουν αποδοθεί στη διαδικασία PEM που αναφέρθηκε προηγουμένως.

Ποιες είναι οι εφαρμογές ενός ηλεκτρολύτη
 

 

Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους η ηλεκτρόλυση παραγωγής υδρογόνου μπορεί να ωφελήσει τόσο τα άτομα όσο και τις επιχειρήσεις. Ίσως το κύριο πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής περιλαμβάνει την παραγωγή πράσινου υδρογόνου σε αντίθεση με το μπλε υδρογόνο (ένα προϊόν που προέρχεται από παραδοσιακές πηγές ορυκτών καυσίμων όπως το φυσικό αέριο). Με άλλα λόγια, ένας ηλεκτρολύτης προσφέρει ένα ανανεώσιμο μέσο παραγωγής ενέργειας.


Είναι επομένως σαφές γιατί ένας ηλεκτρολύτης χρησιμοποιείται συχνά στη βιομηχανία κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Αυτό το αέριο μπορεί να συλλεχθεί και να αποθηκευτεί προκειμένου να επαναφορτιστούν τα κύτταρα μόλις εξαντληθούν. παρατείνοντας δραματικά τη διάρκεια ζωής τους εξασφαλίζοντας παράλληλα αξιόπιστες πηγές ενέργειας.


Μια άλλη ενδιαφέρουσα εφαρμογή που περιλαμβάνει αποθήκευση υδρογόνου περιλαμβάνει πώς μπορεί να ενσωματωθεί σε υπάρχουσες πράσινες τεχνολογίες. Για παράδειγμα, μπορεί να υπάρξουν στιγμές που οι ανεμογεννήτριες δεν είναι σε θέση να παράγουν επαρκή επίπεδα ισχύος λόγω καιρικών συνθηκών. Ένας επιτόπιος ηλεκτρολύτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πλεονάζον σύστημα.


Μια άλλη περίπτωση περιλαμβάνει καταστάσεις όπου παράγεται υπερβολική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο. Σε αντίθεση με τον περιορισμό της παραγωγής, αυτή η ισχύς μπορεί να ανακατευθυνθεί σε έναν ηλεκτρολύτη. με αποτέλεσμα πιο επαρκή αποθέματα υδρογόνου για μελλοντική χρήση.[9]

 

Βιώσιμες λύσεις: Τα ισχυρά πλεονεκτήματα της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης στην παραγωγή υδρογόνου
 

 

Η αλκαλική ηλεκτρόλυση νερού ξεχωρίζει για την εξαιρετική επεκτασιμότητα της, προσαρμόζοντας αβίαστα σε διαφορετικές ανάγκες παραγωγής υδρογόνου. Αυτή η ευελιξία το καθιστά εφαρμόσιμο σε ένα φάσμα σεναρίων, από πρωτοβουλίες μέτριας κλίμακας έως επεκτατικές βιομηχανικές διαδικασίες. Επιπλέον, η εκτεταμένη λειτουργική διάρκεια ζωής της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης εξασφαλίζει σταθερή και βιώσιμη παροχή υδρογόνου για παρατεταμένη διάρκεια.
Η οικονομική αποδοτικότητα της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης είναι ένα άλλο αξιοσημείωτο πλεονέκτημα, καθώς ο εξοπλισμός της απαιτεί λιγότερο ακριβά υλικά σε σύγκριση με εναλλακτικές μεθόδους παραγωγής υδρογόνου. Αυτή η οικονομική προσιτότητα διευρύνει την προσβασιμότητά του, επεκτείνοντας την απήχησή του σε μια διαφορετική βάση χρηστών, συμπεριλαμβανομένων μικρών επιχειρήσεων και ερευνητικών ιδρυμάτων.


Η απλότητα ορίζει τη συντήρηση των συστημάτων αλκαλικής ηλεκτρόλυσης. Ο απλός σχεδιασμός τους απαιτεί ελάχιστη προσοχή και εξυπηρέτηση, εξαλείφοντας την ανάγκη για εξειδικευμένες δεξιότητες ή δαπανηρές ρουτίνες συντήρησης, καθιστώντας το ως μια βολική επιλογή για την παραγωγή υδρογόνου.


Η λειτουργία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες είναι ένα βασικό πλεονέκτημα της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης, συμβάλλοντας στη μειωμένη κατανάλωση ενέργειας και στην αυξημένη συνολική απόδοση. Αυτή η ενεργειακά αποδοτική διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα εξοικονόμηση κόστους και μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Η παραγωγή υδρογόνου υψηλής καθαρότητας είναι ένα πρόσθετο πλεονέκτημα της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης, ιδιαίτερα ζωτικής σημασίας για εφαρμογές σε βιομηχανίες όπως οι κυψέλες καυσίμου και τα χημικά. Η διασφάλιση κορυφαίας απόδοσης και αξιοπιστίας σε αυτούς τους τομείς στερεοποιεί την αλκαλική ηλεκτρόλυση ως προτιμώμενη μέθοδο για την παραγωγή υδρογόνου.


Τέλος, αξιοσημείωτη είναι η φιλική προς το περιβάλλον δυνατότητα της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης. Με την ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η ηλιακή ή η αιολική ενέργεια, η διαδικασία περιορίζει σημαντικά τις εκπομπές άνθρακα και μειώνει την εξάρτηση από ορυκτά καύσιμα, ευθυγραμμίζοντας με τον πρωταρχικό στόχο της προώθησης ενός βιώσιμου και περιβαλλοντικά συνειδητοποιημένου ενεργειακού συστήματος.


Συνοπτικά, η αλκαλική ηλεκτρόλυση του νερού προσφέρει μια πολύπλευρη σειρά πλεονεκτημάτων για την παραγωγή υδρογόνου. Η επεκτασιμότητα, η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας, τα χαρακτηριστικά χαμηλής συντήρησης, η ικανότητα λειτουργίας σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, η παραγωγή υδρογόνου υψηλής καθαρότητας και τα φιλικά προς το περιβάλλον χαρακτηριστικά το καθιστούν μια συναρπαστική λύση σε διάφορες εφαρμογές. Είτε αναπτύσσεται σε έργα μικρής κλίμακας είτε σε βιομηχανικά περιβάλλοντα μεγάλης κλίμακας, η αλκαλική ηλεκτρόλυση του νερού αναδεικνύεται ως μια αξιόπιστη και βιώσιμη πηγή υδρογόνου.

Αρχές λειτουργίας Αλκαλικών Ηλεκτρολυτών
 

 

Ένας αλκαλικός ηλεκτρολύτης είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη, συνήθως υδροξείδιο του καλίου ή νατρίου, για να διασπάσει τα μόρια του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ηλεκτρόλυση. Η χημική αρχή πίσω από έναν αλκαλικό ηλεκτρολύτη βασίζεται στις αρχές της ηλεκτροχημείας. Στην ηλεκτροχημεία, οι χημικές αντιδράσεις οδηγούνται από τη μεταφορά ηλεκτρονίων από τη μια ουσία στην άλλη. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα εφαρμόζεται σε ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη, προκαλεί το διάλυμα ηλεκτρολύτη να υποβληθεί σε μια διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτρόλυση. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το ηλεκτρικό ρεύμα προκαλεί τη διάσπαση των μορίων του νερού στα συστατικά τους άτομα υδρογόνου και οξυγόνου.
Σε έναν αλκαλικό ηλεκτρολύτη, η διαδικασία καθίσταται δυνατή με την παρουσία του διαλύματος ηλεκτρολύτη, το οποίο περιέχει ιόντα υδροξειδίου (OH-) που διευκολύνουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ των ηλεκτροδίων και των μορίων του νερού. Τα ιόντα υδροξειδίου έλκονται στη θετικά φορτισμένη άνοδο (το ηλεκτρόδιο που συνδέεται με το θετικό τερματικό της πηγής ισχύος) και τα ιόντα υδρογόνου (Η+) έλκονται στην αρνητικά φορτισμένη κάθοδο (το ηλεκτρόδιο που συνδέεται με τον αρνητικό ακροδέκτη της πηγής ισχύος) .
Στην άνοδο, τα μόρια του νερού οξειδώνονται για να σχηματίσουν αέριο οξυγόνο και θετικά φορτισμένα ιόντα υδρογόνου: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
Στην κάθοδο, τα ιόντα υδρογόνου ανάγεται για να σχηματίσουν αέριο υδρογόνο: 4H+ + 4e- → 2H2
Συνολικά, η αντίδραση μπορεί να εκφραστεί ως: 2H2O → 2H2 + O2
Το διάλυμα ηλεκτρολύτη παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία παρέχοντας ένα αγώγιμο μέσο για τη ροή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ηλεκτροδίων και των μορίων του νερού. Τα ιόντα υδροξειδίου στο διάλυμα ηλεκτρολύτη βοηθούν επίσης στη διατήρηση ενός σταθερού επιπέδου pH, το οποίο είναι σημαντικό για την αποτελεσματική λειτουργία του ηλεκτρολύτη.
Συνοπτικά, ένας αλκαλικός ηλεκτρολύτης λειτουργεί χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη για να διευκολύνει τη μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ των ηλεκτροδίων και των μορίων του νερού, με αποτέλεσμα την παραγωγή υδρογόνου και αερίου οξυγόνου.

 

Κύριες διαφορές μεταξύ των αλκαλικών ηλεκτρολυτών και άλλων τύπων ηλεκτρολυτών

Υπάρχουν πολλές βασικές διαφορές μεταξύ των αλκαλικών ηλεκτρολυτών και άλλων τύπων ηλεκτρολυτών, όπως:
Ηλεκτρολύτης:Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες χρησιμοποιούν έναν υγρό ηλεκτρολύτη υδροξειδίου του καλίου (KOH), ενώ άλλοι τύποι ηλεκτρολύτες χρησιμοποιούν στερεούς πολυμερείς ηλεκτρολύτες ή όξινους ηλεκτρολύτες.
Θερμοκρασία λειτουργίας:Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες από άλλους τύπους ηλεκτρολυτών, συνήθως μεταξύ 70 μοιρών και 100 μοιρών.
Αποδοτικότητα:Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες έχουν υψηλότερη ενεργειακή απόδοση από άλλους τύπους ηλεκτρολυτών, που σημαίνει ότι απαιτούν λιγότερη ενέργεια για την παραγωγή μιας δεδομένης ποσότητας υδρογόνου.
Καθαρότητα υδρογόνου:Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες μπορούν να παράγουν υδρογόνο υψηλής καθαρότητας χωρίς την ανάγκη πρόσθετων σταδίων καθαρισμού.

Power To Green Hydrogen
Υλικά που χρησιμοποιούνται σε αλκαλικούς ηλεκτρολυτές
 

 

Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες συνήθως κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας υλικά που είναι ανθεκτικά στη διάβρωση και μπορούν να αντέξουν τις σκληρές συνθήκες της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης. Τα κύρια υλικά που χρησιμοποιούνται στους αλκαλικούς ηλεκτρολύτες περιλαμβάνουν:


Ηλεκτρόδια:Τα ηλεκτρόδια στους αλκαλικούς ηλεκτρολύτες είναι συνήθως κατασκευασμένα από νικέλιο, επινικελωμένο χάλυβα ή τιτάνιο επικαλυμμένο με κράμα με βάση το νικέλιο. Αυτά τα υλικά είναι ανθεκτικά στη διάβρωση και μπορούν να αντέξουν τις σκληρές συνθήκες της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης.


Μεμβράνη:Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες χρησιμοποιούν υγρό ηλεκτρολύτη ΚΟΗ, επομένως δεν απαιτούν μεμβράνη.


Συστατικά κυττάρων:Τα στοιχεία κυψελών σε αλκαλικούς ηλεκτρολύτες, όπως πλαίσια κυψελών, διαχωριστές και δοχεία πίεσης, είναι συνήθως κατασκευασμένα από υλικά όπως ανοξείδωτος χάλυβας, ανθρακούχο χάλυβας ή κράματα νικελίου. Αυτά τα υλικά είναι ανθεκτικά στη διάβρωση και μπορούν να αντέξουν τις σκληρές συνθήκες της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης.


Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες είναι μια οικονομικά αποδοτική και αποδοτική επιλογή για την παραγωγή υδρογόνου. Έχουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι άλλων τύπων ηλεκτρολύτη, όπως υψηλότερη ενεργειακή απόδοση, χαμηλό κόστος, παραγωγή υδρογόνου υψηλής καθαρότητας και μηχανική στιβαρότητα. Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας υλικά που είναι ανθεκτικά στη διάβρωση και μπορούν να αντέξουν τις σκληρές συνθήκες της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης, όπως νικέλιο, επινικελωμένος χάλυβας, τιτάνιο επικαλυμμένο με κράμα με βάση το νικέλιο, ανοξείδωτο χάλυβα, ανθρακούχο χάλυβα και κράματα νικελίου. Χρησιμοποιώντας αλκαλικούς ηλεκτρολύτες, οι βιομηχανίες μπορούν να παράγουν υδρογόνο υψηλής καθαρότητας πιο αποτελεσματικά και με χαμηλότερο κόστος, συμβάλλοντας σε ένα πιο βιώσιμο και καθαρό ενεργειακό μέλλον.

Το εργοστάσιό μας
 

Τα προϊόντα πωλούνται σε όλες τις περιοχές της Κίνας και εξάγονται σε χώρες σε όλο τον κόσμο. Έχουν πουληθεί σε περισσότερες από 20 χώρες και περιοχές, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών, της Γερμανίας, του Μαρόκου, της Κένυας, της Σαουδικής Αραβίας, του Βιετνάμ, της Αλγερίας, της Ινδίας, της Τανζανίας και της Ταϊβάν. Παρέχονται με επιτυχία γνωστές επιχειρήσεις όπως η China Aerospace, η PetroChina, η China Nuclear Group, η BYD, η Jiuli Specialty, η Tony Electronics, η Zheng Energy Group και άλλες γνωστές επιχειρήσεις. Υπάρχουν πολλοί σταθμοί υδρογόνωσης πράσινου υδρογόνου όπως οι Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming κ.λπ. παρέχουν έργα πρασίνου και παραγωγής υδρογόνου.

 

p20240305155756dc1b9

 

Συχνές ερωτήσεις

Ε: Τι είναι ένας αλκαλικός ηλεκτρολύτης;

Α: Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες τυπικά αποτελούνται από ηλεκτρόδια, έναν μικροπορώδη διαχωριστή και έναν υδατικό αλκαλικό ηλεκτρολύτη περίπου 30 wt% ΚΟΗ ή NaOH. Στους αλκαλικούς ηλεκτρόλυσης, το πιο κοινό υλικό καθόδου είναι το Ni, με καταλυτική επίστρωση όπως το Pt.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του αλκαλικού και του PEM Electrolyser;

Α: Πράσινο υδρογόνο: αλκαλικοί έναντι ηλεκτρολύτες PEM; Η βασική διαφορά μεταξύ ενός αλκαλικού ηλεκτρολύτη και ενός ηλεκτρολύτη με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM) είναι το ιόν που διαχέεται μεταξύ της πλευράς ανόδου και καθόδου του στοιχείου. Σε έναν αλκαλικό ηλεκτρόλυση, τα αλκαλικά ιόντα ΟΗ- διαχέονται.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των AEM και των αλκαλικών ηλεκτρολυτών;

Α: Η συσκευή ηλεκτρόλυσης AEM βασίζεται σε πλεονεκτήματα από τις παραδοσιακές αλκαλικές συσκευές ηλεκτρόλυσης, αλλά αποφεύγει τις αδυναμίες της: Η ηλεκτρόλυση AEM λειτουργεί σε ένα εξαιρετικά αραιωμένο αλκαλικό περιβάλλον και επομένως είναι πολύ πιο ασφαλής στον χειρισμό.

Ε: Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης;

Α: Υψηλή απόδοση: Η αλκαλική ηλεκτρόλυση έχει υψηλή απόδοση για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε αέριο υδρογόνο. Η απόδοση μπορεί να φτάσει το 80%, πράγμα που σημαίνει ότι το 80% της εισροής ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να μετατραπεί σε αέριο υδρογόνο.

Ε: Πώς λειτουργεί ο αλκαλικός ηλεκτρολύτης;

Α: Η αρχή της ηλεκτρόλυσης αλκαλικού νερού είναι αρκετά απλή. Το οξυγόνο και το υδρογόνο διαχωρίζονται από το νερό όταν το συνεχές ρεύμα εφαρμόζεται στο νερό, όπως φαίνεται στις εξισώσεις. Δύο μόρια νερού διασπώνται και υδρογόνο προκύπτει στην κάθοδο από αυτή την αντίδραση.

Ε: Ποια είναι τα προβλήματα με την αλκαλική ηλεκτρόλυση;

Α: Σταθερότητα διάβρωσης. Οι συνθήκες σε έναν αλκαλικό ηλεκτρολύτη σε υψηλή θερμοκρασία είναι εξαιρετικά διαβρωτικές λόγω της θερμοκρασίας, της υψηλής συγκέντρωσης ΚΟΗ και της παρουσίας οξυγόνου στην πλευρά της ανόδου και υδρογόνου στην πλευρά της καθόδου.

Ε: Ποιο είναι καλύτερο PEM ή αλκαλικό;

Α: Ωστόσο, η ηλεκτρόλυση PEM έχει ορισμένα πλεονεκτήματα έναντι της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης όσον αφορά την καθαρότητα του αερίου υδρογόνου που παράγεται. Η ηλεκτρόλυση PEM είναι ικανή να παράγει αέριο υδρογόνου υψηλής καθαρότητας (99,999%), το οποίο συχνά απαιτείται για ορισμένες εφαρμογές, όπως τα οχήματα κυψελών καυσίμου.

Ε: Ποιοι είναι οι τρεις τύποι ηλεκτρολυτών;

Α: Οι τρεις κύριοι τύποι ηλεκτρολυτών υδρογόνου—αλκαλικοί, πολυμερικοί ηλεκτρολύτες μεμβράνης (PEM) και στερεό οξείδιο— εστιάζουν στις διαφορές στα υλικά ηλεκτρολυτών.

Ε: Ποια είναι η διάρκεια ζωής του αλκαλικού ηλεκτρολύτη;

Α: Τέλος, η αντικατάσταση του ηλεκτρολύτη αλκαλικού νερού σε περίπου 10 χρόνια προτιμήθηκε για την αύξηση της καθαρής παρούσας αξίας από το σύστημα παραγωγής πράσινου Η2 όταν οι κεφαλαιουχικές δαπάνες και το κόστος αντικατάστασης είναι αρκετά χαμηλά.

Ε: Πόσο αποδοτικός είναι ο αλκαλικός ηλεκτρολύτης υδρογόνου;

Α: Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες βιομηχανικού μεγέθους έχουν απόδοση {{0}}% (έως 67%) και παράγουν υδρογόνο με καθαρότητα αερίου 99.5+%vol (έως 99,9%vol) . Γενικά λειτουργούν μεταξύ 60 και 90 μοιρών με πυκνότητα ρεύματος από 0,2 έως 0,4 A/cm2, που οδηγεί σε διάρκεια ζωής στοίβας 60.000 έως 90.000 h .

Ε: Γιατί το ΚΟΗ χρησιμοποιείται σε αλκαλικό ηλεκτρολύτη;

Α: Το ΚΟΗ προτιμάται έναντι του υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) επειδή τα πρώτα διαλύματα ηλεκτρολυτών έχουν υψηλότερη αγωγιμότητα. Επομένως, όταν η διεργασία εκτελείται σε έναν αλκαλικό ηλεκτρολύτη, οι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στην κάθοδο και την άνοδο δίνονται από την Εξ.

Ε: Ποιο είναι το κόστος του αλκαλικού ηλεκτρολύτη;

A: Στοίβα ηλεκτρολύτη αλκαλικού νερού 100 LPH (προσαρμόσιμη κυψέλη), για βιομηχανίες σε 10000 Rs/τεμάχιο στο Kanpur.

Ε: Ποια είναι η διάρκεια ζωής της στοίβας του αλκαλικού ηλεκτρολύτη;

Α: Η εκτιμώμενη διάρκεια ζωής για τη στοίβα αλκαλικού ηλεκτρολύτη (ή μεμονωμένες κυψέλες που υπάρχουν στο υλικό της στοίβας) είναι 6000 ώρες λειτουργίας.

Ε: Ποια υλικά χρησιμοποιούνται σε αλκαλικούς ηλεκτρολύτες;

Α: Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας υλικά που είναι ανθεκτικά στη διάβρωση και μπορούν να αντέξουν τις σκληρές συνθήκες της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης, όπως νικέλιο, επινικελωμένος χάλυβας, επικαλυμμένο τιτάνιο με κράμα με βάση το νικέλιο, ανοξείδωτο χάλυβα, ανθρακούχο χάλυβα και νικέλιο κράματα.

Ε: Ποιος ηλεκτρολύτης είναι καλύτερος;

Α: Σήμερα, οι αλκαλικές συσκευές ηλεκτρόλυσης με μερίδιο αγοράς 61 τοις εκατό είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία, ακολουθούμενη από τους ηλεκτρολύτες PEM με μερίδιο αγοράς 31 τοις εκατό. Το υπόλοιπο είναι ηλεκτρόλυσης στερεού οξειδίου ή απροσδιόριστων τεχνολογιών. Σε παγκόσμιο επίπεδο, υπάρχουν διάφοροι κατασκευαστές αυτών των τεχνολογιών.

Ε: Ποια είναι η καθαρότητα του υδρογόνου στον αλκαλικό ηλεκτρολύτη;

Α: Η καθαρότητα του υδρογόνου μπορεί να είναι έως και 99,999%, και το σημείο δρόσου μπορεί να φτάσει -70 βαθμούς . Ευέλικτη παροχή αερίου: 30-100% ρυθμιζόμενο. Η πίεση λειτουργίας και η έξοδος ρυθμίζονται συνεχώς κάτω από την ονομαστική τιμή. Το υποπροϊόν είναι το οξυγόνο και η καθαρότητά του είναι καλύτερη από 98% πριν από την ειδική επεξεργασία.

Ε: Μπορούν οι ηλεκτρολύτες να χρησιμοποιούν αλμυρό νερό;

Α: Όταν χρησιμοποιείται θαλασσινό νερό, ωστόσο, το ίδιο ηλεκτρικό τράνταγμα που παράγει O2 στην άνοδο μετατρέπει επίσης τα ιόντα χλωρίου στο αλμυρό νερό σε εξαιρετικά διαβρωτικό αέριο χλώριο, το οποίο τρώει τα ηλεκτρόδια και τους καταλύτες. Αυτό συνήθως προκαλεί την αποτυχία των ηλεκτρολυτών σε λίγες ώρες, όταν μπορούν κανονικά να λειτουργήσουν για χρόνια.

Ε: Οι ηλεκτρολύτες χρησιμοποιούν AC ή DC;

Α: Άρα το DC χρησιμοποιείται για ηλεκτρόλυση. Από την άλλη πλευρά, εάν χρησιμοποιήσουμε AC τότε η κατεύθυνση του ρεύματος συνεχίζει να αλλάζει και η πολικότητα του ηλεκτροδίου επίσης συνεχίζει να αλλάζει και δεν υπάρχει μόνιμο θετικό και αρνητικό ηλεκτρόδιο, το οποίο θα επηρεάσει την ηλεκτρόλυση και η ηλεκτρόλυση δεν μπορεί να είναι δυνατή.

Ε: Ποιος είναι ο πιο κοινός ηλεκτρολύτης;

Α: Οι πιο συνηθισμένοι τύποι ηλεκτρόλυσης είναι οι αλκαλικοί και οι ηλεκτρολύτες με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM). Αυτοί οι τύποι ηλεκτρόλυσης είναι χρήσιμοι σε ορισμένες εφαρμογές, όπως η παραγωγή υδρογόνου μικρότερης κλίμακας για σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου. αλλά η βαριά βιομηχανία αναζητά μεγάλους, υψηλής απόδοσης ηλεκτρολύτες.24 Αυγούστου 2023

Ε: Χρειάζονται οι ηλεκτρολύτες καθαρό νερό;

Α: Το καθαρό, καθαρό νερό είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ενέργειας/καυσίμου υδρογόνου. Περίπου 5 μετρικοί τόνοι (1321 γαλόνια ΗΠΑ) νερού την ημέρα χρειάζονται για κάθε μεγαβάτ ισχύος που παράγεται από μια μονάδα ηλεκτρόλυσης.

Είμαστε γνωστοί ως ένας από τους κορυφαίους κατασκευαστές και προμηθευτές αλκαλικών ηλεκτρολυτών στην Κίνα. Μη διστάσετε να διαθέσετε σε χονδρική πώληση υψηλής ποιότητας αλκαλικό ηλεκτρόλυση από το εργοστάσιό μας. Για προσαρμοσμένη υπηρεσία, επικοινωνήστε μαζί μας τώρα.