في هذه المرحلة الحرجة التي ينتقل فيها قطاع الهيدروجين من مرحلة التجريب إلى مرحلة التطبيق على نطاق واسع، برزت تقنية التحليل الكهربائي للماء باستخدام غشاء تبادل البروتونات (PEM) كإحدى المسارات الأساسية لإنتاج الهيدروجين المقترن بالطاقة المتجددة، وذلك بفضل مزاياها مثل كثافة التيار العالية، وسرعة الاستجابة، وإنتاج الهيدروجين تحت ضغط عالٍ. واليوم، باستخدام هذه العوامل الأربعة محللات كهربائية PEM—تغطية مقاييس إنتاج الهيدروجين من 1 إلى 200 متر مكعب قياسي/ساعة—كدراسات حالة، سنقدم نظرة عامة منهجية حول كيفية تكيف أجهزة التحليل الكهربائي PEM مع جميع السيناريوهات، من التطبيقات الصغيرة الموزعة إلى المشاريع الصناعية واسعة النطاق، مع تغطية الخصائص التقنية ومجموعات المنتجات وسيناريوهات التطبيق.
قبل الخوض في تفاصيل المنتج، دعونا نستعرض بإيجاز المبدأ الأساسي لتحليل الماء كهربائيًا باستخدام غشاء تبادل البروتونات (PEM): يعتمد هذا الأسلوب على غشاء تبادل البروتونات كمحلول إلكتروليتي. عند المصعد، يتأكسد الماء لإنتاج الأكسجين والبروتونات والإلكترونات؛ ثم تنتقل البروتونات عبر الغشاء إلى المهبط، حيث تتحد مع الإلكترونات لتكوين غاز الهيدروجين. بالمقارنة مع أجهزة التحليل الكهربائي القلوية التقليدية، تعالج المزايا الأساسية لتقنية PEM بشكل مباشر التحديات التي تواجه صناعة الهيدروجين الحالية.
1. القدرة على التكيف مع انقطاع طاقة الرياح والطاقة الشمسية: يمكن أن يبدأ ويتوقف بسرعة ضمن نطاق طاقة واسع (10-120٪)، ويتكيف تمامًا مع الإنتاج المتقطع لطاقة الرياح والطاقة الشمسية ويحل مشكلة تقليص طاقة الرياح والطاقة الشمسية؛
2. إنتاج الهيدروجين عالي الضغط يقلل التكاليف: إذ يمكن إنتاج الهيدروجين عالي الضغط مباشرةً عند 3 ميجا باسكال، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة وتكاليف المعدات المرتبطة بالخطوات اللاحقة. ضغط الهيدروجين;
3. نقاء عالٍ وصيانة منخفضة: يمكن أن تصل نقاوة الهيدروجين إلى أكثر من 99.99%؛ وبعد التجفيف، يمكنه تلبية متطلبات التطبيقات المتطورة مباشرة مثل خلايا الوقود وأشباه الموصلات. بالإضافة إلى ذلك، لا توجد مشاكل تتعلق بتآكل المحاليل القلوية، مما يؤدي إلى عمر خدمة أطول.
تستفيد أجهزة التحليل الكهربائي الأربعة المعروضة هنا من هذه المزايا الأساسية لتشكيل مجموعة منتجات شاملة تغطي كل شيء بدءًا من التجارب الصغيرة وحتى التطبيقات الصناعية من فئة الميغاواط.
| مواصفات نموذج محلل الماء الكهربائي PEM | ||||
| اسم المعامل (الوحدة) | نموذج 1 متر مكعب/ساعة | نموذج 5 نيوتن متر مكعب/ساعة | موديل 50 نيوتن متر مكعب/ساعة | موديل 200 متر مكعب/ساعة |
| معدل إنتاج الغاز (متر مكعب/ساعة) | 1.5 | 7.5 | 75 | 300 |
| إنتاج الهيدروجين (متر مكعب/ساعة) | 1 | 5 | 50 | 200 |
| استهلاك الطاقة (كيلوواط ساعة/متر مكعب قياسي من الهيدروجين) | ≤4.6 | ≤4.6 | ≤4.5 | ≤4.3 |
| درجة حرارة الماء المتداول (°م) | 25–70 | 25–70 | 25–70 | 25–70 |
| موصلية الماء المتداول (ميكروسيمنز/سم) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| نقاء الهيدروجين (%) | 99.99 | 99.99 | 99.99 | 99.99 |
| أقصى ضغط تشغيل (ميجا باسكال) | 3 | 3 | 3 | 3 |
يتميز طرازا Rubri-P1-0001 و Rubri-P1-0005 بصغر حجمهما وسهولة تركيبهما، مما يسمح بدمجهما مباشرةً في أنظمة الهيدروجين صغيرة الحجم. يوفران مصدرًا مستقرًا وعالي النقاء للهيدروجين لأغراض البحث والتطوير وتطبيقات الهيدروجين على نطاق صغير، ويُعتبران بمثابة "منتجات أساسية" تُسهّل انتقال تكنولوجيا الهيدروجين من المختبر إلى التطبيق الصناعي.
يُلبي طرازا Rubri-P1-0050 و Rubri-P1-0200 احتياجات الهيدروجين في مواقع العمل مباشرةً في قطاعات صناعية متنوعة، مثل الكيماويات والأدوية والإلكترونيات. فهما يحلان محل طرق نقل أسطوانات الهيدروجين التقليدية، مما يُقلل بشكل ملحوظ من تكاليف استخدام الهيدروجين. وفي الوقت نفسه، يُلبي الهيدروجين عالي النقاء متطلبات التطبيقات المتطورة، مثل تصنيع الأدوية وعمليات أشباه الموصلات.
يُعدّ طراز Rubri-P1-0200، ذو القدرة الإنتاجية بالميغاواط، من المعدات الأساسية لمجمعات تخزين الطاقة الشمسية والرياح واسعة النطاق. فهو يحوّل الطاقة الشمسية والرياح المُهدرة إلى هيدروجين أخضر، مما يُتيح تخزين الطاقة المتجددة على المدى الطويل ونقلها عبر المناطق. ويُساهم هذا في التغلب على تحدي دمج الطاقة الشمسية والرياح في الشبكة الكهربائية، ويدعم تحقيق أهداف خفض الانبعاثات الكربونية.
من الوحدات الصغيرة إلى المتوسطة الحجم التي تنتج 1 متر مكعب قياسي/ساعة إلى أجهزة التحليل الكهربائي من فئة الميغاواط التي تنتج 200 متر مكعب قياسي/ساعة، توضح مجموعة المنتجات هذه بوضوح مسار تطوير تقنية التحليل الكهربائي للماء PEM: وحدات التكنولوجيا الأساسية الموحدة تتيح التكيف مع سيناريوهات ذات أحجام مختلفة، بينما يؤدي تحسين المواد وتحديثات العمليات باستمرار إلى تقليل تكاليف إنتاج الهيدروجين وتعزيز استقرار المعدات.
مع استمرار تطور صناعة الهيدروجين، ستشهد تقنية التحليل الكهربائي للماء باستخدام غشاء تبادل البروتونات (PEM) مزيدًا من التطور نحو كثافات تيار أعلى، واستهلاك طاقة أقل، ونطاقات أوسع. وتُعدّ هذه المجموعة الشاملة من المنتجات، القادرة على تغطية جميع سيناريوهات التطبيق، عاملًا أساسيًا في دفع طاقة الهيدروجين من "التطبيقات التجريبية" إلى "التطبيق على نطاق واسع".
التعليمات:
1. من نحن؟
يقع مقرنا في آنهوي، الصين، وقد بدأنا العمل منذ عام 2011، ونبيع منتجاتنا إلى جنوب شرق آسيا وأمريكا الشمالية وأوروبا الشرقية وجنوب آسيا.