Vesiniku tootmistehnoloogia ja majandusanalüüsi edusammud – Vesiniku tootmine leeliselektrolüütilises elemendis

Leelisrakkude vesiniku tootmine on suhteliselt küps elektrolüütiline vesiniku tootmise tehnoloogia. Leeliselement on ohutu ja usaldusväärne, eluiga 15 aastat ning seda on laialdaselt kasutatud kaubanduses.Leeliselemendi töötõhusus on üldiselt 42% ~ 78%.Viimastel aastatel on leeliselised elektrolüütilised elemendid teinud edusamme kahes peamises aspektis. Ühelt poolt on parandatud elemendi efektiivsust ja vähendatud elektritarbimisega seotud tegevuskulusid.Teisest küljest suureneb töövoolu tihedus ja investeerimiskulu väheneb.

Aluselise elektrolüsaatori tööpõhimõte on näidatud joonisel.Aku koosneb kahest elektroodist, mis on eraldatud õhukindla membraaniga.Ioonjuhtivuse maksimeerimiseks on akuplokk sukeldatud suure kontsentratsiooniga leeliselise vedela elektrolüüdi KOH (20–30%) sisse. NaOH ja NaCl lahuseid saab kasutada ka elektrolüütidena, kuid neid ei kasutata tavaliselt. Elektrolüütide peamine puudus on see, et need on söövitavad.Kamber töötab temperatuuril 65 °C kuni 100 °C. Raku katood toodab vesinikku ja tekkiv OH - voolab läbi diafragma anoodile, kus see rekombineerub hapniku tootmiseks.

Täiustatud leeliselised elektrolüütilised elemendid sobivad suuremahuliseks vesiniku tootmiseks. Mõnede tootjate toodetud leeliselektrolüütilistel elementidel on väga kõrge vesiniku tootmisvõimsus (500–760 Nm3/h) ja vastav energiatarve on 2150–3534 kW.Praktikas on tuleohtlike gaasisegude tekke vältimiseks vesiniku saagis piiratud 25% kuni 100% nimiväärtusest, maksimaalne lubatud voolutihedus on umbes 0,4A/cm2, töötemperatuur 5 kuni 100°C, ja maksimaalne elektrolüütiline rõhk on 2,5–3,0 MPa lähedal.Kui elektrolüütiline rõhk on liiga kõrge, suureneb investeeringute maksumus ja ohtlike gaasisegude tekkerisk oluliselt.Ilma täiendava puhastusseadmeta võib leeliselemendi elektrolüüsil toodetud vesiniku puhtus ulatuda 99% -ni.Leeliselise elektrolüütilise elemendi elektrolüütiline vesi peab olema puhas, elektroodi kaitsmiseks ja ohutuks kasutamiseks on vee juhtivus alla 5S/cm.