التحليل الكهربائي القلوي الماء تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين مبدأ وحالة السوق

مبدأ تكنولوجيا إنتاج هيدروجين الماء بالتحليل الكهربائي القلوي وحالة السوق

تكنولوجيا التحليل الكهربائي للمياه القلوية (ALK): عادةً ما يتم استخدام محلول هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) كإلكتروليت، ويستخدم غشاء مسامي كحاجز، ويستخدم محفزًا يعتمد على معدن النيكل غير النبيل. وميزة هذه التكنولوجيا هي أنها ناضجة ومنخفضة السعر. إنها تكنولوجيا التحليل الكهربائي للمياه الرئيسية.

هيكل المحلل الكهربائي: تتكون المحللات الكهربائية القلوية بشكل أساسي من صفائح قطبية (ألواح ثنائية القطب + إطارات قطبية)، وأقطاب كهربائية تحفيزية، وأغشية، وموانع تسرب ومكونات أخرى.

الأقطاب التحفيزية: معظم الأقطاب الكهربائية المستخدمة حاليًا في الخلايا الإلكتروليتية القلوية هي مواد قائمة على النيكل. وهي مصنوعة في الغالب من شبكة النيكل النقي ورغوة النيكل كمادة أساسية، ومغطاة بمحفزات باستخدام عمليات مثل الرش، والطلاء بالأسطوانة، والطلاء اللاكهربائي لتحسين كفاءة التحليل الكهربائي. معظم المحفزات هي محفزات أساسها النيكل ويمثلها راني نيكل أو محفزات المعادن الثمينة وغيرها.

الأغشية: في البداية، تم استخدام مواد فاصل الأسبستوس بشكل رئيسي، ولكن تضخم الأسبستوس في المنحل بالكهرباء القلوي وضرر الأسبستوس على الناس أدى إلى القضاء عليه تدريجياً. في الوقت الحاضر، الفاصل المستخدم على نطاق واسع في الصناعة هو فاصل مركب جديد يعتمد على كبريتيد البولي فينيلين (PPS). يمكن لـ PPS، كقاعدة، تقديم دعم مادي معين. في الوقت نفسه، يتميز نسيج PPS بخصائص المقاومة الحرارية الممتازة والقوة الميكانيكية العالية والخصائص الكهربائية الممتازة. ومع ذلك، فإن محبة الماء لمواد PPS ضعيفة، مما سيؤدي إلى أن تكون المقاومة الداخلية للخلية الإلكتروليتية كبيرة جدًا. لذلك، يتم تعديل PPS حاليًا، مثل طلاء البوليمر وأكسيد الزركونيوم لتشكيل فاصل مركب لتعزيز محبته للماء.

اللوحة القطبية: هي المكون الداعم للمحلل الكهربائي القلوي. وتتمثل مهمتها في دعم القطب والفاصل وتوصيل الكهرباء.

مبدأ العمل: تستخدم المحللات الكهربية القلوية عادةً محلول هيدروكسيد البوتاسيوم 30% (KOH) أو محلول هيدروكسيد الصوديوم 25% (NaOH) كإلكتروليت. تحت تأثير التيار المباشر، تخضع جزيئات الماء لتفاعل اختزال تطور الهيدروجين عند الكاثود. يتم توليد غاز الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيل. تمر أيونات الهيدروكسيد عبر المادة الفاصلة تحت تأثير المجال الكهربائي، وتصل إلى القطب الموجب، وتفقد الإلكترونات لتوليد الأكسجين والماء.

يشتمل نظام إنتاج هيدروجين الماء المُحلل كهربائيًا بشكل أساسي على المُحلل الكهربائي والنظام المساعد BOP:

يتكون النظام المساعد BOP من معدات إمداد الطاقة (إمدادات الطاقة، المحولات، المقومات، وما إلى ذلك)، ومعدات فصل وتجفيف وتنقية الغاز والسائل وغيرها من المعدات.

بشكل عام، تتكون تكلفة نظام إنتاج هيدروجين الماء القلوي بالتحليل الكهربائي من: محلل كهربائي (50%)، معدات كهربائية (15%)، معدات فصل الغاز وتجفيفه وتنقيته (15%)، ومعدات أخرى (20%).

في المحلل الكهربائي، مجموعة الحجاب الحاجز والقطب الكهربائي (57%)، مجموعة المكدس واللوحة الطرفية (10%)، اللوحة ثنائية القطب (7%)، المكونات الصغيرة (4%)، الطبقة الهيكلية (14%)، وطبقة النقل المسامية ( 8٪) هو المكون الرئيسي للتحليل الكهربائي.