Vedyn tuotantoteknologian ja taloudellisen analyysin edistyminen - Vedyn tuotanto alkalisessa elektrolyyttikennossa

Alkalisoluvedyn tuotanto on suhteellisen kypsä elektrolyyttinen vedyn tuotantotekniikka. Alkalikenno on turvallinen ja luotettava, ja sen käyttöikä on 15 vuotta, ja sitä on käytetty laajasti kaupallisesti.Alkalikennon työteho on yleensä 42 % ~ 78 %.Muutaman viime vuoden aikana alkaliset elektrolyyttikennot ovat edistyneet kahdessa pääasiassa. Toisaalta parantunutta kennojen hyötysuhdetta on parannettu ja sähkönkulutukseen liittyviä käyttökustannuksia on vähennetty.Toisaalta käyttövirran tiheys kasvaa ja investointikustannukset laskevat.

Alkalisen elektrolysaattorin toimintaperiaate on esitetty kuvassa.Akku koostuu kahdesta elektrodista, jotka on erotettu toisistaan ​​ilmatiiviillä kalvolla.Akkukokoonpano on upotettu korkeaan pitoisuuteen emäksistä nestemäistä KOH-elektrolyyttiä (20–30 %) ioninjohtavuuden maksimoimiseksi. NaOH- ja NaCl-liuoksia voidaan käyttää myös elektrolyytteinä, mutta niitä ei käytetä yleisesti. Elektrolyyttien suurin haitta on, että ne ovat syövyttäviä.Kenno toimii lämpötilassa 65 °C - 100 °C. Kennon katodi tuottaa vetyä, ja tuloksena oleva OH - virtaa kalvon läpi anodille, jossa se yhdistyy uudelleen tuottaen happea.

Kehittyneet alkaliset elektrolyyttikennot soveltuvat laajamittaiseen vedyn tuotantoon. Joidenkin valmistajien valmistamilla alkalielektrolyyttikennoilla on erittäin korkea vedyn tuotantokapasiteetti (500 ~ 760 Nm3/h) ja vastaava tehonkulutus 2150 ~ 3534 kW.Käytännössä syttyvien kaasuseosten muodostumisen estämiseksi vedyn saanto on rajoitettu 25-100 prosenttiin nimellisalueesta, suurin sallittu virrantiheys on noin 0,4A/cm2, käyttölämpötila 5-100°C, ja suurin elektrolyyttinen paine on lähellä 2,5 - 3,0 MPa.Kun elektrolyyttipaine on liian korkea, investointikustannukset kasvavat ja haitallisen kaasuseoksen muodostumisriski kasvaa merkittävästi.Ilman ylimääräistä puhdistuslaitetta alkalikennoelektrolyysillä tuotetun vedyn puhtaus voi olla 99 %.Emäksisen elektrolyyttikennoelektrolyyttiveden on oltava puhdasta, jotta elektrodin ja turvallisen toiminnan suojaaminen, vedenjohtavuus on alle 5S/cm.