Elektrolizer: sve što trebate znati

elektrolizer za vodonik

Un elektrolizer To je uređaj ili oprema koja se koristi za izvođenje procesa koji se naziva elektroliza, a to je kemijska reakcija koja se događa kada se električna struja prođe kroz tekućinu ili otopljenu supstancu u vodi, poznatu kao elektrolit. Elektrolizator je ključan u energetskoj tranziciji koju moramo imati da garantiramo energetsku budućnost planete.

U ovom članku ćemo vam reći što je elektrolizer, njegove karakteristike, vrste i još mnogo toga.

Šta je elektrolizer

efikasnost proizvodnje

Elektrolizer se obično sastoji od dvije elektrode uronjene u elektrolit, jedna se zove anoda, a druga katoda. Ove elektrode su spojene na izvor električne energije, kao što je baterija ili generator. Primjenom kontinuirane električne struje na elektrolit kroz elektrode dolazi do elektrolize.

Tokom procesa elektrolize, ioni prisutni u elektrolitu se hemijskim reakcijama razlažu na svoje sastavne elemente. Na anodi negativni ioni, poznati kao anjoni, gube elektrone i formiraju plinovite tvari, dok na katodi pozitivni ioni, zvani kationi, dobijaju elektrone i također formiraju plinovite tvari. Ovi proizvedeni gasovi su obično vodonik i kiseonik.

Elektrolizer se uglavnom koristi za proizvodnju vodonika, koji je čist i svestran plin koji se koristi u raznim primjenama. Vodik proizveden u elektrolizeru može se koristiti kao gorivo u gorivnim ćelijama za proizvodnju električne energije, kao sirovina za proizvodnju amonijaka i drugih hemikalija, ili čak kao sredstvo za skladištenje obnovljive energije.

Proces elektrolize u elektrolizeru zahtijeva vanjski izvor energije za pokretanje reakcije. Ovaj izvor energije može biti električni, ali može biti i solarna, vjetar ili neki drugi oblik obnovljive energije, koji omogućava proizvodnju vodika putem elektrolizera da bude održiva alternativa fosilnim gorivima, otuda i važnost elektrolizera u energetska tranzicija.

Ventajas

elektrolizer

Neke prednosti korištenja elektrolizera su:

  • Proizvedeni vodonik je vrlo čist.
  • Može se proizvoditi gdje i kada treba da se koristi i ne mora se nužno skladištiti.
  • Ovo je mnogo jeftinija metoda od opskrbe plinom iz cilindara visokog pritiska.

Širom svijeta postoji dovoljno prirodnih izvora sunca i vjetra da se proizvede sav vodonik potreban za stacionarne, prijenosne i transportne primjene. Elektroliza ima potencijal da ispuni zahtjeve mnogih vlada širom svijeta.

Vrsta elektrolizera

zeleni vodonik elektrolizatori

Postoji mnogo načina da se napravi i konfiguriše elektrolizator, a baš kao i gorivne ćelije, mogu se koristiti različiti elektroliti. Postoji mnogo vrsta elektrolizera koje možemo pronaći:

alkalni elektrolizator

Alkalni elektrolizator je trenutno najzrelija tehnologija. Njihova glavna karakteristika je da imaju tečni elektrolit i pomoću separatora (obično kalijum hidroksida (KOH) ili natrijum hidroksida (NaOH)) stvaramo razdvajanje gasa između katodne i anodne strane.

Elektrolizatori troše približno 5 kW po nominalnom kubnom metru proizvedenog vodonika. Oni rade na gustinama od relativno niske struje od 200 do 600 mikroampera po kvadratnom centimetru. Alkalni elektrolizatori dobro rade na radnim temperaturama od 25 do 100 °C i pritiscima od 1 do 30 bara, respektivno.

Trenutno je najzrelije komercijalno rješenje i najjeftinije za proizvodnju. Obično je to oko 1.000 evra po potrošenom kilovatu. Glavna prednost je što se tehnologija već radi i što je dobro poznata. Glavni nedostatak je što je elektrolit koji koriste tekući elektrolit, pa dizajn nije kompaktan i ne reagiraju brzo na promjene snage, pa se ne smatraju najboljom opcijom za kombiniranje s obnovljivom energijom.

Polimerni membranski elektrolizator

Elektrolizatori na bazi polimernih elektrolitnih membrana (PEM) su veoma popularni i mnogi moderni elektrolizatori su napravljeni korišćenjem PEM tehnologije. PEM elektrolizatori koriste istu vrstu elektrolita kao i PEM gorivne ćelije.

Elektroliti su tanke, čvrste membrane koje provode jone i koje se koriste umjesto vodenih otopina. Ovi elektrolizatori imaju bipolarni dizajn i mogu raditi s visokim diferencijalnim tlakom kroz membranu.

PEM elektrolizatori oni su popularni jer se mnogi tipični problemi s PEM gorivnim ćelijama ne primjenjuju. Voda koja se dovodi do katode može se lako koristiti i za hlađenje baterije, a upravljanje vodom je lakše jer katoda mora biti napunjena vodom. Vodik koji proizvodi ovaj elektrolizator je visoke čistoće. Jedini problem je prisustvo vodene pare u sistemu. Baš kao u gorivim ćelijama, voda difundira kroz elektrolit, pa dizajneri elektrolita koriste različite tehnike kako bi spriječili ovu pojavu.

Uobičajeni pristup je korištenje gušćeg elektrolita nego što se koristi u gorivnim ćelijama. Ovi elektrolizatori sada bolje reagiraju na promjene snage, što ih čini odličnim izborom za integraciju s obnovljivim izvorima energije.

Osim troškova proizvodnje, glavni nedostatak je što obje reakcije koriste plemenite metale kao katalizatore.

Solid State Electrolyzer

Oni su u manje razvijenom stanju i više na laboratorijskom nivou. Glavna karakteristika ovih elektrolizera je da rade na visokim temperaturama. Efikasne su do 95%. Budući da rade na visokim temperaturama, troše manje energije, oko tri kilovat sata. Ali im je potrebna dodatna energija da dostignu temperaturu potrebnu za proizvodnju reakcije. Oni također rade na prilično visokim gustinama struje.

Jedan od njegovih nedostataka je što ne može da radi na visokom pritisku, maksimalni radni pritisak je oko 5000 bara. Kada je u pitanju rad na visokim temperaturama, vrlo je malo materijala koji to mogu, a i elektrolit i elektrode su samo od složene keramike.

Membranski elektrolizer za anionsku izmjenu

Najmanje razvijen je elektrolizator amnionske membrane. Uprkos veoma obećavajućim svojstvima koje predstavlja, trenutna efikasnost je niska, oko 50%. Mogu raditi samo pri maksimalnom pritisku od 30 bara.

Njihova glavna prednost je što im nisu potrebni katalizatori na bazi plemenitih metala. Mogu raditi s tradicionalnim metalima, što ih čini vrlo perspektivnim na dugi rok.

Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o tome što je elektrolizator i njegove karakteristike.


Ostavite komentar

Vaša e-mail adresa neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

*

*

  1. Za podatke odgovoran: Miguel Ángel Gatón
  2. Svrha podataka: Kontrola neželjene pošte, upravljanje komentarima.
  3. Legitimacija: Vaš pristanak
  4. Komunikacija podataka: Podaci se neće dostavljati trećim stranama, osim po zakonskoj obavezi.
  5. Pohrana podataka: Baza podataka koju hostuje Occentus Networks (EU)
  6. Prava: U bilo kojem trenutku možete ograničiti, oporaviti i izbrisati svoje podatke.