Новый игрок в гонке за водородную энергетику: почему биполярный мембранный электродиализ (БПД) так популярен?

На фоне глобального энергетического перехода водородная энергетика переживает беспрецедентные периоды развития. От политики до рынков капитала «зеленый водород» стал часто используемым модным словом. В гонке технологий производства водорода, помимо хорошо известных щелочной электролиз воды (ТРЕПЕТ), протонно-обменная мембранная электролиз Технология PEMEC (пероксид-электролитный мембранный хроматограф) и твердооксидный электролизер (SOEC) — относительно малоизвестная, но весьма перспективная технология, которая незаметно набирает популярность.биполярный мембранный электродиализ (BPED).

I. Что такое биполярный мембранный электродиализ?

Основным компонентом биполярного мембранного электродиализа является мембранный пакет. Расположение биполярных мембран с обычными катионообменными мембранами (КОМ) и анионообменные мембраны Электродиализный блок с биполярными мембранами (AEM) в определенной последовательности состоит из двух мембран. Биполярная мембрана и катионообменная мембрана образуют кислотную камеру, биполярная мембрана и анионообменная мембрана — щелочную камеру, а катионообменная и анионообменная мембраны — солевую камеру. Солевой раствор поступает в солевую камеру. Под воздействием электрического поля: катионы мигрируют через катионообменную мембрану к катоду, а анионы — через анионообменную мембрану к аноду. Ионы H⁺, генерируемые биполярной мембраной, поступают в кислотную камеру и соединяются с мигрирующими анионами, образуя кислоту. Ионы OH⁻, генерируемые биполярной мембраной, поступают в щелочную камеру и соединяются с мигрирующими катионами, образуя щелочь. Содержание соли в солевой камере непрерывно уменьшается, в конечном итоге происходит обессоливание; затем кислотная и щелочная камеры дают кислоту и щелочь соответственно. Весь процесс не требует химических реагентов, потребляя только электроэнергию и воду.

II. Две ключевые роли BPED в водородном энергетическом секторе

1. Приготовление щелочного раствора при электролизе щелочной воды для производства водорода.

В щелочном электролизе воды для производства водорода в качестве электролита обычно используется KOH. Традиционно эти щелочные растворы готовят химическим путем, что не только энергоемко, но и создает риски для безопасности при транспортировке и хранении. Однако BPED может напрямую производить высокочистый KOH на месте из недорогих солевых растворов, таких как KCl, одновременно производя соответствующую соляную кислоту в качестве побочного продукта. Это означает:

Сокращение транспортировки опасных химических веществ: замена щелочи солью значительно повышает безопасность;

Более низкие затраты на сырье: соль намного дешевле готовой щелочи;

Осуществлена ​​подготовка на месте: в сочетании с электролизером сформирована интегрированная система производства водорода.

2. Ключевые звенья в электролизе с использованием протонообменной мембраны для производства водорода.

Электролиз с протонно-обменной мембраной (PEM) — одна из основных технологий производства экологически чистого водорода под высоким давлением. Однако к качеству воды предъявляются чрезвычайно высокие требования, а на анодной стороне необходимо поддерживать кислую среду для сохранения эффективности протонной проводимости. В системе производства водорода с использованием PEM электролиз с протонно-обменной мембраной играет две ключевые роли:

Получение сверхчистой воды: Благодаря опреснению методом BPED, следовые количества ионов в воде эффективно удаляются, что позволяет получить сверхчистую воду с сопротивлением 18,2 МОм·см;

Регенерация кислоты: кислота на анодной стороне системы PEM постепенно загрязняется ионами металлов в процессе работы. Технология BPED позволяет избирательно удалять примесные катионы, обеспечивая рециркуляцию кислоты и продлевая срок службы электролизера.

III. Заключение

Конкуренция в секторе водородной энергетики по сути является конкуренцией эффективности и стоимости. Биполярный мембранный электродиализ (БПЭД), обладающий уникальной способностью к диссоциации воды, открывает новые технологические пути на различных этапах производства водорода. Он не пытается заменить существующие основные технологии, а скорее заполняет пробелы, которые традиционные методы с трудом могут восполнить, выступая в качестве «дополнительного» и «сотруднического» элемента. Для специалистов отрасли сосредоточение внимания на БПЭД — это не погоня за концепцией, а признание более чистого, гибкого и интегрированного технологического подхода. На этом решающем этапе перехода водородной энергетики от «политически обусловленного» к «рыночно обусловленному» подходу каждая технология, способная снизить общие затраты на протяжении всего жизненного цикла, заслуживает серьезного рассмотрения.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Кто мы?
Наша компания находится в провинции Аньхой, Китай, основана в 2011 году и осуществляет продажи в Юго-Восточную Азию, Северную Америку, Восточную Европу и Южную Азию.

2. Можно ли настроить номинальную мощность или напряжение?
Да, индивидуальная настройка продукции допустима.

3. Может ли ваша компания предоставить полную систему (топливный элемент, производство водорода, хранение водорода, система подачи водорода)?
Да, мы можем предоставить необходимые аксессуары.