Princípio da tecnologia de produção de hidrogênio de água de eletrólise alcalina e status de mercado

Princípio da tecnologia de produção de hidrogênio de água de eletrólise alcalina e status de mercado

Tecnologia de água de eletrólise alcalina (ALK): Normalmente, a solução de hidróxido de potássio (KOH) é usada como eletrólito, uma membrana porosa é usada como diafragma e usa um catalisador à base de níquel de metal não nobre. A vantagem desta tecnologia é que ela é madura e de baixo preço. É a principal tecnologia de eletrólise da água.

A estrutura do eletrolisador: Os eletrolisadores alcalinos são compostos principalmente de placas polares (placas bipolares + estruturas polares), eletrodos catalíticos, diafragmas, vedações e outros componentes.

Eletrodos catalíticos: a maioria dos eletrodos usados atualmente em células eletrolíticas alcalinas são materiais à base de níquel. Eles são feitos principalmente de malha de níquel puro e espuma de níquel como material de base e são revestidos com catalisadores usando processos como pulverização, revestimento de rolo e revestimento sem eletrólito para melhorar a eficiência da eletrólise. A maioria dos catalisadores são catalisadores à base de níquel representados por Raney Nickel ou catalisadores de metais preciosos, etc.

Diafragmas: Inicialmente, eram usados principalmente materiais separadores de amianto, mas o inchaço do amianto no eletrólito alcalino e os danos do amianto às pessoas resultam em sua eliminação gradual. Atualmente, o separador amplamente utilizado na indústria é um novo separador composto baseado em sulfeto de polifenileno (PPS). O PPS, como base, pode fornecer certo suporte físico. Ao mesmo tempo, o tecido PPS possui características de excelente resistência ao calor, alta resistência mecânica e excelentes propriedades elétricas. No entanto, a hidrofilicidade do material PPS é fraca, o que fará com que a resistência interna da célula eletrolítica seja muito grande. Portanto, o PPS é atualmente modificado, como polímero de revestimento e óxido de zircônio, para formar um separador compósito para aumentar sua hidrofilicidade.

Placa polar: É o componente de suporte do eletrolisador alcalino. Sua função é apoiar o eletrodo e o separador e conduzir eletricidade.

Princípio de funcionamento: Os eletrolisadores alcalinos geralmente usam solução de hidróxido de potássio a 30% (KOH) ou solução de hidróxido de sódio a 25% (NaOH) como eletrólito. Sob a ação da corrente contínua, as moléculas de água sofrem uma reação de redução da evolução do hidrogênio no cátodo. Gás hidrogênio e íons hidroxila são gerados. Os íons hidróxido passam pelo material separador sob a ação do campo elétrico, atingem o ânodo e perdem elétrons para gerar oxigênio e água.

O sistema eletrolítico de produção de hidrogênio em água inclui principalmente o eletrolisador e o sistema auxiliar BOP:

O sistema auxiliar BOP consiste em equipamentos de fonte de alimentação (fonte de alimentação, transformador, retificador, etc.), equipamentos de separação e secagem e purificação de gás-líquido e outros equipamentos.

Geralmente, o custo de um sistema de produção de hidrogênio de água por eletrólise alcalina é composto por: eletrolisador (50%), equipamentos elétricos (15%), equipamentos de separação, secagem e purificação de gases (15%) e outros equipamentos (20%).

No eletrolisador, conjunto de diafragma e eletrodo (57%), conjunto de pilha e placa final (10%), placa bipolar (7%), componentes pequenos (4%), camada estrutural (14%) e camada de transmissão porosa ( 8%) é o principal componente da eletrólise.