Un nuovo protagonista nella corsa all'energia a idrogeno: perché l'elettrodialisi a membrana bipolare (BPED) è così popolare?

Nel contesto della transizione energetica globale, l'energia a idrogeno sta vivendo opportunità di sviluppo senza precedenti. Dalle politiche ai mercati dei capitali, "idrogeno verde" è diventato un termine di uso frequente. Nella corsa alla tecnologia di produzione dell'idrogeno, oltre al ben noto elettrolisi dell'acqua alcalina (SOGGEZIONE), elettrolisi a membrana a scambio protonico (PEMEC) e l'elettrolizzatore a ossido solido (SOEC), una tecnologia relativamente poco conosciuta ma estremamente promettente, sta emergendo silenziosamente.elettrodialisi a membrana bipolare (BPED).

I. Che cos'è l'elettrodialisi bipolare a membrana?

Il componente principale dell'elettrodialisi a membrana bipolare è la pila di membrane. Disporre membrane bipolari con membrane a scambio cationico convenzionali (CEM) e membrane a scambio anionico (AEM) in un ordine specifico costituisce la pila di elettrodialisi a membrana bipolare. La membrana bipolare e la membrana a scambio cationico formano la camera acida, la membrana bipolare e la membrana a scambio anionico formano la camera alcalina, e la membrana a scambio cationico e la membrana a scambio anionico formano la camera salina. La soluzione salina entra nella camera salina. Sotto l'influenza di un campo elettrico: i cationi migrano attraverso la membrana cationica verso il catodo, e gli anioni migrano attraverso la membrana anionica verso l'anodo. Gli ioni H⁺ generati dalla membrana bipolare entrano nella camera acida e si combinano con gli anioni migranti per formare acido. Gli ioni OH⁻ generati dalla membrana bipolare entrano nella camera alcalina e si combinano con i cationi migranti per formare alcali. La concentrazione di sale nella camera salina diminuisce continuamente, fino a raggiungere la desalinizzazione; le camere acida e alcalina producono quindi rispettivamente acido e alcali. L'intero processo non richiede reagenti chimici, consumando solo elettricità e acqua.

II. Due ruoli chiave del BPED nel settore dell'energia a idrogeno

1. Preparazione di una soluzione alcalina mediante elettrolisi dell'acqua alcalina per la produzione di idrogeno

Nell'elettrolisi alcalina dell'acqua per la produzione di idrogeno, il KOH viene tipicamente utilizzato come elettrolita. Tradizionalmente, queste soluzioni alcaline vengono preparate chimicamente, il che non solo richiede un grande consumo energetico, ma comporta anche rischi per la sicurezza durante il trasporto e lo stoccaggio. BPED, tuttavia, è in grado di produrre direttamente in loco KOH ad elevata purezza a partire da soluzioni saline economiche come il KCl, producendo contemporaneamente il corrispondente acido cloridrico come sottoprodotto. Ciò significa che:

Riduzione del trasporto di sostanze chimiche pericolose: la sostituzione degli alcali con il sale migliora significativamente la sicurezza;

Minori costi delle materie prime: il sale è molto più economico degli alcali finiti;

Preparazione in loco completata: abbinato all'elettrolizzatore, forma un sistema integrato per la produzione di idrogeno.

2. Collegamenti chiave nell'elettrolisi PEM per la produzione di idrogeno

L'elettrolisi a membrana a scambio protonico (PEM) è una delle principali tecnologie per la produzione di idrogeno verde ad alta pressione. Tuttavia, presenta requisiti estremamente elevati in termini di qualità dell'acqua e il lato anodico deve mantenere un ambiente acido per preservare l'efficienza di conduzione protonica. Nel sistema di produzione di idrogeno PEM, il BPED svolge due ruoli chiave:

Preparazione di acqua ultrapura: tramite la desalinizzazione BPED, è possibile rimuovere efficacemente gli ioni in tracce presenti nell'acqua per produrre acqua ultrapura con una resistività di 18,2 MΩ·cm;

Rigenerazione dell'acido: l'acido sul lato anodico del sistema PEM si contamina gradualmente con ioni metallici durante il funzionamento. Il BPED è in grado di rimuovere selettivamente i cationi di impurità, consentendo il riciclo dell'acido e prolungando la durata dell'elettrolizzatore.

III. Conclusion

La competizione nel settore dell'energia a idrogeno è essenzialmente una competizione di efficienza e costi. L'elettrodialisi a membrana bipolare (BPED), con la sua esclusiva capacità di dissociazione dell'acqua, offre nuove soluzioni tecnologiche in diverse fasi della produzione di idrogeno. Non si propone di sostituire le tecnologie tradizionali esistenti, ma piuttosto di colmare le lacune che i metodi convenzionali faticano a risolvere, agendo come "complementare" e "collaboratore". Per gli operatori del settore, concentrarsi sulla BPED non significa inseguire un concetto, ma riconoscere un approccio di processo più pulito, flessibile e integrato. In questa fase cruciale della transizione del settore dell'energia a idrogeno da un modello "guidato dalle politiche" a uno "guidato dal mercato", ogni tecnologia in grado di ridurre i costi totali del ciclo di vita merita seria considerazione.

Domande frequenti:

1. Chi siamo?
La nostra sede si trova ad Anhui, in Cina, e operiamo dal 2011. Vendiamo nel Sud-est asiatico, in Nord America, nell'Europa orientale e nell'Asia meridionale.

2. È possibile personalizzare la potenza o la tensione nominale?
Sì, la personalizzazione dei prodotti è consentita.

3. La vostra azienda è in grado di fornire un sistema completo (celle a combustibile, produzione di idrogeno, stoccaggio di idrogeno, sistema di fornitura di idrogeno)?
Sì, possiamo fornire gli accessori necessari.