Principio della tecnologia di produzione dell'idrogeno dell'acqua per elettrolisi alcalina e stato del mercato

Principio della tecnologia di produzione dell'idrogeno dell'acqua per elettrolisi alcalina e stato del mercato

Tecnologia dell'acqua con elettrolisi alcalina (ALK): Di solito come elettrolita viene utilizzata una soluzione di idrossido di potassio (KOH), come diaframma viene utilizzata una membrana porosa e viene utilizzato un catalizzatore a base di nichel di metallo non nobile. Il vantaggio di questa tecnologia è che è matura e poco costosa. È la principale tecnologia di elettrolisi dell'acqua.

La struttura dell'elettrolizzatore: gli elettrolizzatori alcalini sono composti principalmente da piastre polari (piastre bipolari + telai polari), elettrodi catalitici, diaframmi, guarnizioni e altri componenti.

Elettrodi catalitici: la maggior parte degli elettrodi attualmente utilizzati nelle celle elettrolitiche alcaline sono materiali a base di nichel. Sono realizzati principalmente con rete di nichel puro e schiuma di nichel come materiale di base e sono rivestiti con catalizzatori utilizzando processi come spruzzatura, rivestimento a rullo e placcatura chimica per migliorare l'efficienza dell'elettrolisi. La maggior parte dei catalizzatori sono catalizzatori a base di nichel rappresentati da Raney Nickel o catalizzatori di metalli preziosi, ecc.

Diaframmi: inizialmente venivano utilizzati principalmente materiali separatori di amianto, ma il rigonfiamento dell'amianto nell'elettrolita alcalino e il danno dell'amianto alle persone ne risultano gradualmente eliminati. Attualmente, il separatore ampiamente utilizzato nel settore è un nuovo separatore composito a base di polifenilene solfuro (PPS). Il PPS, come base, può fornire un certo supporto fisico. Allo stesso tempo, il tessuto PPS ha le caratteristiche di eccellente resistenza al calore, elevata resistenza meccanica ed eccellenti proprietà elettriche. Tuttavia, l'idrofilia del materiale PPS è debole, il che farà sì che la resistenza interna della cella elettrolitica sia troppo grande. Pertanto, il PPS è attualmente modificato, come il polimero di rivestimento e l'ossido di zirconio per formare un separatore composito per migliorarne l'idrofilicità.

Piastra polare: è il componente di supporto dell'elettrolizzatore alcalino. La sua funzione è quella di supportare l'elettrodo e il separatore e condurre l'elettricità.

Principio di funzionamento: gli elettrolizzatori alcalini utilizzano solitamente una soluzione di idrossido di potassio al 30% (KOH) o una soluzione di idrossido di sodio al 25% (NaOH) come elettrolita. Sotto l'azione della corrente continua, le molecole d'acqua subiscono una reazione di riduzione dell'evoluzione dell'idrogeno al catodo. Vengono generati gas idrogeno e ioni ossidrile. Gli ioni idrossido attraversano il materiale separatore sotto l'azione del campo elettrico, raggiungono l'anodo e perdono elettroni per generare ossigeno e acqua.

Il sistema elettrolitico di produzione di idrogeno acquatico comprende principalmente l'elettrolizzatore e il sistema ausiliario BOP:

Il sistema ausiliario BOP è costituito da apparecchiature di alimentazione (alimentatore, trasformatore, raddrizzatore, ecc.), apparecchiature per la separazione gas-liquido, apparecchiature di essiccazione e purificazione e altre apparecchiature.

Generalmente, il costo di un sistema di produzione di idrogeno d'acqua con elettrolisi alcalina è composto da: elettrolizzatore (50%), apparecchiature elettriche (15%), apparecchiature per la separazione del gas, essiccazione e purificazione (15%) e altre apparecchiature (20%).

Nell'elettrolizzatore, gruppo diaframma ed elettrodo (57%), gruppo stack e piastra terminale (10%), piastra bipolare (7%), piccoli componenti (4%), strato strutturale (14%) e strato di trasmissione poroso ( 8%) è il componente principale dell'elettrolisi.