لماذا يعتبر جهاز التحليل الكهربائي هو المعدات الأساسية في إنتاج الهيدروجين من الماء القلوي؟

أولاً: لمحة عامة عن التحليل الكهربائي للماء القلوي لأنظمة إنتاج الهيدروجين

التحليل الكهربائي للماء القلوي يشير مصطلح (ALK) إلى تقنية إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء في بيئة إلكتروليتية قلوية. عادةً ما يكون الإلكتروليت محلول هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) بتركيز 30% (وزن/وزن). يتكون نظام التحليل الكهربائي القلوي للماء لإنتاج الهيدروجين بشكل أساسي من محلل كهربائي قلوي ونظام مساعد (BOP). لا تتطلب ألواح الأنود والكاثود استخدام معادن ثمينة، مما يقلل بشكل فعال من تكلفة تصنيع المحلل الكهربائي ويحقق مزايا اقتصادية كبيرة. تُعد هذه التقنية حاليًا من التقنيات الرئيسية لإنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع.

الشكل 1. مخطط هيكل نظام إنتاج الهيدروجين ALK

ثانيًا: جهاز التحليل الكهربائي القلوي - المعدات الأساسية

1.مكونات جهاز التحليل الكهربائي القلوي:

يتكون الهيكل الرئيسي للمحلل الكهربائي القلوي من مكونات أساسية مثل الألواح الطرفية، وحشيات منع التسرب، وألواح الأقطاب الكهربائية، والأقطاب الكهربائية، والأغشية. تتألف الوحدة بأكملها من عشرات إلى مئات من حجرات التحليل الكهربائي. تُثبّت هذه الحجرات على الألواح الطرفية بواسطة براغي، لتشكل بنية أسطوانية أو مربعة. تُقسّم كل حجرة بواسطة لوحين متجاورين من الأقطاب الكهربائية، وتتضمن ستة مكونات أساسية: لوحان ثنائيان القطب موجب وسالب، ومصعد، وغشاء، وحشية منع التسرب، ومهبط. تعمل هذه المكونات معًا لضمان تفاعل تحليل كهربائي مستقر وفعال.

الشكل 2. صورة للمحلل الكهربائي

2. مبدأ عمل المحلول الإلكتروليتي القلوي:

عند تطبيق جهد مستمر بين المصعد والمهبط في محلول إلكتروليتي قلوي، يتشكل مجال كهربائي مستقر بين القطبين. وبفعل هذا المجال، تخضع أيونات الهيدروكسيد (OH-) القريبة من المصعد لتفاعل أكسدة واختزال، فتُستهلك باستمرار، مما يؤدي إلى انخفاض تركيزها. في الوقت نفسه، تخضع جزيئات الماء القريبة من المهبط لتفاعل اختزال، مُولِّدةً عددًا كبيرًا من أيونات الهيدروكسيد، مما يؤدي إلى زيادة مستمرة في تركيزها. وللحفاظ على التوازن الديناميكي لتركيز الأيونات في المحلول الإلكتروليتي، تنتقل أيونات الهيدروكسيد من حجرة المهبط إلى حجرة المصعد عبر غشاء. في الوقت نفسه، تتدفق الإلكترونات من المصعد إلى المهبط عبر الدائرة الخارجية، مُشكِّلةً تيارًا مغلقًا، وبذلك يتحقق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية، مما يؤدي في النهاية إلى تحلل جزيئات الماء باستمرار إلى هيدروجين (H2) وأكسجين (O2).

تفاعل الأكسدة الأنودية: 4OH- - 4e- = H2O + O2↑

تفاعل اختزال الكاثود: 2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑

تصنيف أجهزة التحليل الكهربائي حسب الأنواع المختلفة

ثالثًا: الخاتمة

انطلاقًا من أهداف "الحد من انبعاثات الكربون"، يشهد قطاع الهيدروجين الأخضر مرحلة نمو متسارع. ويلعب التحليل الكهربائي للماء القلوي لإنتاج الهيدروجين دورًا محوريًا، كونه مسارًا ناضجًا تقنيًا وقابلًا للتحكم في التكلفة. ويُعدّ المحلل الكهربائي القلوي، باعتباره جهازًا أساسيًا، ذا مسارات تقنية متنوعة (سواءً أكانت ألواحًا ذات حلمات أم ألواحًا مسطحة، أو أقطابًا معدنية أم أقطابًا راتنجية، أو أغشية PPS أم أغشية مركبة)، ولكل منها تطبيقاتها المناسبة ومفاضلاتها في الأداء. ولا يوجد حل أمثل مطلقًا، بل يجب اختيار الحل الأمثل بناءً على متطلبات التطبيق المحددة. ويجري تحسين أداء المحللات الكهربائية القلوية باستمرار، مع انخفاض استهلاك الطاقة وزيادة عمرها الافتراضي، مما يعزز جدواها الاقتصادية وإمكانية تطبيقها على نطاق واسع. في المستقبل، ستواصل أجهزة التحليل الكهربائي القلوية، بمزاياها الأساسية مثل النضج التكنولوجي العالي، والقدرة الكبيرة للوحدة الواحدة، وعدم الحاجة إلى محفزات المعادن الثمينة، قيادة مشاريع الهيدروجين الأخضر واسعة النطاق، ولعب دور حيوي في تطوير صناعة الهيدروجين الأخضر وتقديم دعم قوي لتحقيق أهداف "الكربون المزدوج".

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.
2. هل يمكنك تخصيص القدرة أو الجهد المقدر؟
نعم، تخصيص المنتجات أمر مقبول.
3. هل يمكن لشركتكم توفير النظام الكامل (خلايا الوقود، إنتاج الهيدروجين، تخزين الهيدروجين، نظام إمداد الهيدروجين)؟
نعم، يمكننا توفير الملحقات اللازمة وفقًا لذلك.
4. لماذا يجب عليك الشراء منا وليس من موردين آخرين؟
لدينا فريق بحث وتطوير تقني محترف وذو خبرة. نتمتع بقدرات عالية في مجال أنظمة التحكم، والبحث والتطوير، ومراقبة الجودة. كما نتمتع بميزة تنافسية في الأسعار بفضل قدراتنا على تكامل سلسلة التوريد.

5- ما هي شروط الدفع الخاصة بكم؟
نقبل الدفع عن طريق باي بال، وعلي بابا، والتحويل المصرفي، والاعتماد المستندي، وما إلى ذلك. بالنسبة للطلبات بالجملة، نقوم بتحصيل 50% قبل الإنتاج ودفع الرصيد المتبقي قبل الشحن.