Framsteg för väteproduktionsteknologi och ekonomisk analys - Väteproduktion i alkaliska elektrolytiska celler

Alkalisk cellväteproduktion är en relativt mogen elektrolytisk väteproduktionsteknik. Alkaline cell är säker och pålitlig, med en livslängd på 15 år, och har använts i stor utsträckning kommersiellt.Arbetseffektiviteten för alkaliska celler är i allmänhet 42% ~ 78%.Under de senaste åren har alkaliska elektrolytiska celler gjort framsteg i två huvudaspekter. Å ena sidan har den förbättrade celleffektiviteten förbättrats och driftskostnaderna förknippade med elförbrukningen har minskat.Å andra sidan ökar driftsströmtätheten och investeringskostnaden minskar.

Arbetsprincipen för alkalisk elektrolysör visas i figuren.Batteriet består av två elektroder åtskilda av ett lufttätt membran.Batterienheten är nedsänkt i en hög koncentration av alkalisk flytande elektrolyt KOH (20 % till 30 %) för att maximera jonkonduktiviteten. NaOH- och NaCl-lösningar kan också användas som elektrolyter, men de är inte vanliga. Den största nackdelen med elektrolyter är att de är frätande.Cellen arbetar vid en temperatur på 65 °C till 100 °C. Cellens katod producerar väte, och den resulterande OH - strömmar genom diafragman till anoden, där den rekombinerar för att producera syre.

Avancerade alkaliska elektrolytiska celler är lämpliga för storskalig väteproduktion. Alkaliska elektrolytiska celler tillverkade av vissa tillverkare har mycket hög väteproduktionskapacitet på (500 ~ 760Nm3/h), med motsvarande effektförbrukning på 2150 ~ 3534kW.I praktiken, för att förhindra skapandet av brandfarliga gasblandningar, är vätgasutbytet begränsat till 25% till 100% av det nominella området, den maximala tillåtna strömtätheten är cirka 0,4A/cm2, driftstemperaturen är 5 till 100°C, och det maximala elektrolytiska trycket är nära 2,5 till 3,0 MPa.När elektrolyttrycket är för högt ökar investeringskostnaden och bildningsrisken för skadlig gasblandning ökar avsevärt.Utan någon extra reningsanordning kan renheten hos väte som produceras av alkalisk cellelektrolys nå 99%.Alkaliskt elektrolytiskt cellelektrolytiskt vatten måste vara rent, för att skydda elektroden och säker drift är vattenledningsförmågan mindre än 5S/cm.