русский
English
français
Deutsch
italiano
español
português
العربية
Nederlands
한국의
Romania
Bulgaria
Melayu
Щелочной электролиз воды (ALK) — это технология производства водорода путем электролиза воды в щелочной электролитной среде. В качестве электролита обычно используется 30%-ный (масс./масс.) раствор гидроксида калия (KOH). Система щелочного электролиза воды для производства водорода в основном состоит из щелочного электролизера и вспомогательной системы BOP (Balance of Plant). Анодные и катодные пластины не требуют использования драгоценных металлов, что эффективно снижает себестоимость производства электролизера и обладает значительными экономическими преимуществами. В настоящее время это одна из основных технологий для крупномасштабного производства экологически чистого водорода.
Рисунок 1. Структурная схема системы производства водорода ALK.
Основной корпус щелочного электролизера состоит из таких ключевых компонентов, как торцевые пластины, уплотнительные прокладки, электродные пластины, электроды и диафрагмы. Вся установка включает в себя от десятков до сотен электролитических камер. Эти камеры крепятся к торцевым пластинам винтами, образуя цилиндрическую или квадратную конструкцию. Каждая камера разделена двумя смежными электродными пластинами и включает в себя шесть основных компонентов: положительную и отрицательную биполярные пластины, анод, диафрагму, уплотнительную прокладку и катод. Эти компоненты работают вместе, обеспечивая стабильную и эффективную реакцию электролиза.
Рисунок 2. Фотография электролизера.
При подаче постоянного напряжения между анодом и катодом щелочного электролита между электродами образуется стабильное электрическое поле. Под действием этого электрического поля гидроксид-ионы (OH-) вблизи анода вступают в окислительно-восстановительную реакцию и непрерывно расходуются, вызывая снижение их концентрации. В то же время молекулы воды вблизи катода вступают в реакцию восстановления, генерируя большое количество гидроксид-ионов, что приводит к непрерывному увеличению их концентрации. Для поддержания динамического равновесия концентрации ионов в электролите гидроксид-ионы мигрируют из катодной камеры в анодную камеру через диафрагму. Одновременно электроны текут от анода к катоду через внешнюю цепь, образуя замкнутый ток, тем самым осуществляя преобразование электрической энергии в химическую, что в конечном итоге приводит к непрерывному разложению молекул воды на водород (H2) и кислород (O2).
Анодная реакция окисления: 4OH- - 4e- = H2O + O2↑
Реакция восстановления на катоде: 2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑
Классификация электролизеров по различным типам
| Тип | Структурные характеристики | Преимущества | Недостатки | |
| Конфигурация источника питания | Одноступенчатый | Простая конструкция, электроды соединены параллельно, низкое напряжение ячейки и высокий ток. | Прочная и простая конструкция, высокая надежность, отдельные элементы легко обслуживать и заменять. | Требуется источник постоянного тока с высоким током, большие габариты, высокие тепловые потери при повышенных температурах, непригоден для работы при высоком напряжении. |
| Биполярное расстройство | Электроды, соединенные последовательно, обеспечивают высокое напряжение ячейки и низкий ток, что в настоящее время является наиболее распространенной конструкцией. | Высокая электрическая эффективность, компактная конструкция, экономия места, подходит для работы при высоком давлении и высоких температурах. | Сложная конструкция, высокие требования к точности компонентов, высокие затраты на техническое обслуживание. | |
| Конфигурация пластины | Вязаная пластина (шарообразные выступы) | Поверхность отштампована сферическими выступами и углублениями, естественным образом образующими каналы для потока и опорные конструкции. | Равномерное распределение потока, низкое энергопотребление | Сложная структура, высокая стоимость, трудная оптимизация параметров. |
| Плоская пластина | Плоская конструкция, для построения каналов потока требуется опорная сетка. | Простая конструкция, хорошая масштабируемость, экономичность, высокая плотность тока. | Увеличенный вес и менее выраженное поле потока являются преимуществами. | |
| Конфигурация кадра | Металлическая рама | Изготовлен из металла. | Высокая прочность, превосходная коррозионная стойкость, согласованный коэффициент теплового расширения. | Большой вес, высокая себестоимость производства. |
| Рамка из смолы | Высокоэффективные термопласты, такие как полисульфон (PSU) и полифениленсульфид (PPS). | Легкий вес, хорошая химическая стойкость, гибкость конструкции, устойчивость к высокому давлению. | Возникают трудности с обеспечением надежности при подключении к металлическим компонентам. | |
| Конфигурация мембраны | Мембрана ППС | Ткань из полифениленсульфида, в настоящее время являющаяся основным выбором. | Превосходная термостойкость, высокая жесткость, исключительная износостойкость, высокая коррозионная стойкость, хорошая стабильность размеров при высоких температурах. | Высокое электрическое сопротивление, низкая гидрофильность |
| Композитная мембрана | Подложка из полифениленсульфида (PPS) с неорганическим покрытием (например, ZrO2) обладает превосходными характеристиками и постепенно получает все большее распространение. | Высокая гидрофильность, низкое сопротивление, сильный газобарьер, длительный срок службы. | Риск отслоения покрытия и связанные с этим проблемы, касающиеся срока службы. | |
| Асбестовая мембрана | Традиционный материал, исторически использовавшийся | Устойчивость к химической коррозии, высокая термостойкость, высокая гидрофильность. | Токсичные вещества, запрещенные или ограниченные в использовании в большинстве стран. |
В соответствии с целями «двойного углеродного баланса», индустрия «зеленого» водорода вступает в фазу стремительного развития. Щелочной электролиз воды для производства водорода, как технологически зрелый и экономически контролируемый способ производства «зеленого» водорода, играет решающую роль. В качестве основного оборудования щелочной электролизер имеет различные технические решения (будь то ниппельные пластины против плоских пластин, металлические электроды против смоляных электродов или мембраны из полифениленсульфида против композитных мембран), каждое из которых имеет свои подходящие сценарии и компромиссы в производительности. Абсолютно оптимального решения не существует; разумный выбор должен быть сделан на основе конкретных требований к применению. Производительность щелочных электролизеров постоянно оптимизируется, при этом снижается энергопотребление и увеличивается срок службы, что еще больше повышает их экономическую целесообразность и потенциал для крупномасштабного применения. В будущем щелочные электролизеры, обладающие такими ключевыми преимуществами, как высокая технологическая зрелость, большая емкость одного блока и отсутствие необходимости в катализаторах из драгоценных металлов, будут и впредь лидировать в крупномасштабных проектах по производству «зеленого» водорода, играя жизненно важную роль в развитии водородной промышленности и оказывая мощную поддержку достижению целей «двойного углеродного баланса».
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.
4. Почему вам следует покупать товары у нас, а не у других поставщиков?
У нас есть опытная профессиональная команда, занимающаяся техническими исследованиями и разработками. Возможности по подбору систем управления, исследованиям и разработкам, а также контролю качества. Ценовое преимущество обеспечивается возможностями интеграции цепочки поставок.
5. Каковы ваши условия оплаты?
Мы принимаем оплату через PayPal, Alibaba, банковский перевод (T/T), аккредитив (L/C) и т.д. Для оптовых заказов мы взимаем 50% предоплаты до начала производства, а оставшаяся сумма оплачивается перед отгрузкой.
IPv6 ПОДДЕРЖИВАЕМАЯ СЕТЬ
