المعدات الأساسية للتحليل الكهربائي لإنتاج الماء والهيدروجين

المعدات الأساسية للتحليل الكهربائي لإنتاج الماء والهيدروجين

إن إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للمياه يعني تمرير تيار مباشر إلى خزان التحليل الكهربائي المملوء بالكهرباء. تخضع جزيئات الماء لعملية كهروكيميائية رد فعل على الأقطاب الكهربائية ويمكن أن تتحلل إلى الهيدروجين والأكسجين. العملية برمتها يمكن أن تحقق انبعاثات صفر.

في عملية التصنيع بأكملها، حامل المعدات الأساسي هو المحلل الكهربائي. عادة، يتكون هيكل خلية التحليل الكهربائي من ثلاثة أجزاء، وهي جسم المحلل الكهربائي، والأنود، والكاثود.

عندما يمر تيار مباشر عبر الخلية الإلكتروليتية، يحدث تفاعل أكسدة عند السطح البيني بين الأنود والمحلول، ويحدث تفاعل الاختزال عند السطح البيني بين الكاثود والمحلول.

في الوقت الحاضر، تستخدم معدات إنتاج هيدروجين الماء كهربائيا في الغالب في الخلايا الكهروضوئية وطاقة الرياح، وإنتاج الهيدروجين من الطاقة المتجددة هو الاتجاه الرئيسي. من بينها، التحليل الكهربائي للمياه القلوية لإنتاج الهيدروجين له تكاليف استثمارية أقل وقد تم تصنيعه بالكامل. إنه الخيار الأفضل لإنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع وهو أيضًا أكثر طرق التكنولوجيا والتسويق نضجًا.

كيف المحللات الكهربائية القلوية عمل
يستخدم التحليل الكهربائي للمياه القلوية (AWE)، باعتباره تقنية التحليل الكهربائي الأكثر نضجًا، على نطاق واسع في بعض المشاريع واسعة النطاق. يتكون الحجاب الحاجز للخلية التحليلية لإنتاج الهيدروجين من خلال التحليل الكهربائي للمياه القلوية بشكل أساسي من مواد بوليمر ويلعب دور فصل الغاز. يتكون الكاثود والأنود بشكل رئيسي من سبائك معدنية، مثل سبائك Ni-Mo، وما إلى ذلك.

المبدأ هو أن جزيئات الماء تتحلل إلى H+ و OH- عند الكاثود. يحصل H+ على إلكترونات لتوليد ذرات الهيدروجين، ويولد أيضًا جزيئات الهيدروجين (H2)؛ أوه- يمر عبر المادة المسامية تحت تأثير قوة المجال الكهربائي بين الكاثود والأنود. ويصل الحجاب الحاجز إلى القطب الموجب، حيث يفقد إلكترونات ليولد جزيء ماء وجزيء أكسجين.

المنتج الأساسي لجهاز التحليل الكهربائي القلوي هو المحلل الكهربائي. قبل المحلل الكهربائي، يلزم وجود محول وخزانة مقوم لتحويل التيار المتردد عالي الجهد إلى تيار مباشر يستخدمه المحلل الكهربائي، والذي يمكن استخدامه لتحليل الماء بالكهرباء في المحلل الكهربائي.