Elektwolizè dlo pou idwojèn

Elektwoliz se yon opsyon pwomèt pou pwodiksyon idwojèn san kabòn ki soti nan resous renouvlab ak nikleyè. Elektwoliz se pwosesis pou itilize elektrisite pou divize dlo an idwojèn ak oksijèn. Reyaksyon sa a fèt nan yon inite yo rele elektwolizè. Elektwolizè yo ka varye nan gwosè soti nan ti ekipman gwosè aparèy ki byen adapte pou pwodiksyon idwojèn distribiye nan ti echèl rive nan gwo echèl, enstalasyon pwodiksyon santral ki ta ka mare dirèkteman nan renouvlab oswa lòt fòm ki pa emèt gaz lakòz efè tèmik. pwodiksyon elektrisite.

Ki jan li travay
Menm jan ak selil gaz, elektwolizè yo konpoze de yon anod ak yon katod ki separe pa yon elektwolit. Diferan elektwolizè fonksyone nan diferan fason, sitou akòz diferan kalite materyèl elektwolit ki enplike ak espès iyonik li fè.

Polymère lektwolit manbràn elektwolizè
Nan yon elektwolizè manbràn elektwolit polymère (PEM), elektwolit la se yon materyèl plastik solid espesyalite.

Dlo reyaji nan anod la pou fòme oksijèn ak iyon idwojèn ki chaje pozitivman (proton).
Elektwon yo koule nan yon kous ekstèn ak iyon idwojèn yo oaza deplase atravè PEM nan katod la.
Nan katòd la, iyon idwojèn konbine avèk elektwon ki soti nan kous ekstèn pou fòme gaz idwojèn. Reyaksyon anod: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e- Reyaksyon katod: 4H+ + 4e- → 2H2

Elektwolizè alkalin
Elektwolizè alkalin opere atravè transpò iyon idroksid (OH-) atravè elektwolit la soti nan katod a nan anod la ak idwojèn yo te pwodwi sou bò katod la. Elektwolizè ki sèvi ak yon solisyon likid alkalin nan idroksid sodyòm oswa potasyòm kòm elektwolit la te disponib komèsyal pou anpil ane. Nouvo apwòch ki sèvi ak manbràn echanj solid alkalin (AEM) kòm elektwolit la ap montre pwomès sou echèl laboratwa a.

Elektwolizè oksid solid
Elektwolizè oksid solid, ki sèvi ak yon materyèl seramik solid kòm elektwolit ki oaza kondwi iyon oksijèn negatif chaje (O2-) nan tanperati ki wo, jenere idwojèn nan yon fason yon ti kras diferan.
Vapè nan katod la konbine avèk elektwon ki soti nan kous ekstèn pou fòme gaz idwojèn ak iyon oksijèn ki chaje negatif.
Iyon oksijèn yo pase nan manbràn solid seramik la epi reyaji nan anod la pou fòme gaz oksijèn epi jenere elektwon pou kous ekstèn lan.
Elektwolizè oksid solid yo dwe opere nan tanperati ki wo ase pou manbràn oksid solid yo fonksyone byen (apeprè 700 degre -800 degre, konpare ak elektwolizè PEM, ki opere nan 70 degre -90 degre, ak elektwolizè komèsyal alkalin, ki tipikman opere nan mwens pase 100 degre). Elektwolizè oksid solid nan echèl laboratwa avanse ki baze sou elektwolit seramik ki mennen nan pwoton yo montre pwomès pou bese tanperati fonksyònman a 500 degre -600 degre. Elektwolizè oksid solid yo ka efektivman itilize chalè ki disponib nan tanperati ki wo sa yo (ki soti nan divès sous, tankou enèji nikleyè) pou diminye kantite enèji elektrik ki nesesè pou pwodui idwojèn nan dlo.

Poukisa yo konsidere chemen sa a?
Elektwoliz se yon chemen pwodiksyon idwojèn prensipal pou reyalize objektif Earthshot Hydrogen Energy pou diminye pri idwojèn pwòp pa 80% a $1 pou chak kilogram nan 1 deseni ("1 1 1"). Idwojèn ki pwodui atravè elektwoliz ka lakòz zewo emisyon gaz lakòz efè tèmik, tou depann de sous elektrisite yo itilize a. Sous elektrisite obligatwa a-ki gen ladan pri ak efikasite li yo, ansanm ak emisyon ki soti nan jenerasyon elektrisite-dwe konsidere lè yo evalye benefis ak viabilite ekonomik pwodiksyon idwojèn atravè elektwoliz. Nan anpil rejyon nan peyi a, kouran elektrik jodi a pa ideyal pou bay elektrisite ki nesesè pou elektwoliz akòz gaz lakòz efè tèmik yo lage ak kantite gaz ki nesesè akòz efikasite ki ba nan pwosesis jenerasyon elektrisite a. Pwodiksyon idwojèn atravè elektwoliz yo ap pouswiv pou opsyon enèji renouvlab (van, solè, idwo, jeotèmik) ak enèji nikleyè. Chemen pwodiksyon idwojèn sa yo lakòz nòmalman zewo gaz lakòz efè tèmik ak kritè emisyon polyan; sepandan, pri pwodiksyon an bezwen diminye anpil pou yo ka konpetitif ak chemen ki gen plis matirite ki baze sou kabòn tankou refòm gaz natirèl.

Potansyèl pou sinèrji ak jenerasyon enèji renouvlab
Pwodiksyon idwojèn atravè elektwoliz ka ofri opòtinite pou sinèrji ak jenerasyon enèji dinamik ak tanzantan, ki se karakteristik kèk teknoloji enèji renouvlab. Pou egzanp, menm si pri a nan pouvwa van an te kontinye tonbe, varyasyon nannan nan van an se yon antrav nan itilizasyon efikas nan pouvwa van. Gaz idwojèn ak jenerasyon elektrik ka entegre nan yon fèm van, sa ki pèmèt fleksibilite pou chanje pwodiksyon an pi byen matche ak disponiblite resous ak bezwen operasyonèl sistèm ak faktè mache. Epitou, nan tan nan pwodiksyon elektrisite depase soti nan fèm van, olye pou yo redui elektrisite a jan sa souvan fè, li posib yo sèvi ak elektrisite depase sa a pou pwodwi idwojèn atravè elektwoliz.

Li enpòtan sonje...
Elektrisite rezo jodi a se pa sous ideyal elektrisite pou elektwoliz paske pifò elektrisite a pwodui lè l sèvi avèk teknoloji ki lakòz emisyon gaz lakòz efè tèmik epi ki entansif enèji. Jenerasyon elektrisite lè l sèvi avèk teknoloji enèji renouvlab oswa nikleyè, swa separe de kadriyaj la, oswa kòm yon pòsyon k ap grandi nan melanj kadriyaj la, se yon opsyon posib pou simonte limit sa yo pou pwodiksyon idwojèn atravè elektwoliz.

Nan yon pwosesis elektwoliz, de pwosesis ionizasyon diferan ap pran plas an menm tan. Tou de dlo ak elektwolit yo konpetisyon nan ka sa a.

Yon elektwolit sibi menm pwosesis iyonizasyon ak dlo. Menm oksidasyon ak rediksyon an ta rive nan yon elektwolit.
Paske yon anyon ki soti nan elektwolit la konkirans ak iyon idroksid yo bay moute yon elèktron, ak yon kation konpetisyon ak ion idwojèn nan jwenn redwi pa aksepte elektwon an, yon elektwolit dwe chwazi ak swen.

Kasyon elektwolit la dwe gen yon potansyèl elektwòd pi ba pase H +. Toujou sonje nan nenpòt elektwoliz potansyèl elektwòd kation elektwolit la ta dwe mwens pase potansyèl elektwòd kation sibstans ke yo te elektwolize ak potansyèl elektwòd anyon elektwolit la ta dwe pi plis pase potansyèl elektwòd anyon an. sibstans la ke yo te elektwolize.

Pwodiksyon idwojèn vèt lè l sèvi avèk sous enèji renouvlab te pwovoke ase enterè nan elektwoliz dlo pou pwodui idwojèn. Elektwoliz dlo lè l sèvi avèk sous enèji renouvlab ki pa gen emisyon CO2 konsidere kòm yon metòd pwomèt pou ogmante pousantaj pwodiksyon idwojèn. An 2020, yo te pwodwi apeprè 87 milyon tòn idwojèn atravè lemond pou plizyè itilizasyon, tankou rafine lwil oliv, pwodiksyon amonyak (NH3) (atravè pwosesis Haber) ak metanol (CH3OH) (via rediksyon monoksid kabòn [CO]), epi kòm yon gaz transpò. Demann idwojèn an espere rive nan 500-680 milyon MT pa 2050. Mache pwodiksyon idwojèn an te gen yon valè de $130 milya dola ant 2020 ak 2021 epi yo espere grandi nan yon pousantaj anyèl 9.2% jiska 2030. Men, gen yon trape: plis pase 95% nan pwodiksyon idwojèn aktyèl la baze sou konbistib fosil, ak anpil ti "vèt." Jodi a, pwodiksyon idwojèn konsome 6% nan gaz natirèl mondyal ak 2% nan chabon mondyal. Sepandan, teknoloji pwodiksyon idwojèn vèt yo ap pran popilarite.

Elektwoliz se yon pwosesis ki itilize elektrisite pou divize dlo an H2 ak O2. Koule elektwon yo atravè yon chemen kondiktif, tankou yon fil, se sa ki elektrisite. Chemen sa a ke yo rekonèt kòm yon kous. Elektwon yo deplase akòz diferans potansyèl elektrik ant anod la ak katod la. Anòd la gen plis elektwon epi li pi enstab akòz foul moun yo. Elektwon yo vle ranje tèt yo nan lòd yo elimine diferans lan. Elektwon yo repouse youn ak lòt epi eseye deplase nan yon kote ki gen mwens elektwon. Sa se yon katod.
Paske dlo pi pa fè elektrisite, divize dlo se yon reyaksyon redox dousman.

Chimi
Nan elektwolizè a, gen yon katod ak yon anod ki konekte ak yon sous pouvwa. Elektwon toujou koule soti nan anod nan katod kèlkeswa sa. Katod la se toujou kote rediksyon rive Se poutèt sa elektwon bezwen yo dwe la. Oksidasyon se pèt elektwon ak rediksyon se genyen elektwon.
Yon ti tan, nan katod ki chaje negatif la, gen yon reyaksyon rediksyon ki fèt, ak elektwon (e−) ki soti nan katod la bay kasyon idwojèn pou fòme gaz idwojèn.
Katod (rediksyon):2 H2O(l) + 2e− -- > H2(g) + 2 OH−(aq)
Nan anod ki chaje pozitivman an, yon reyaksyon oksidasyon rive, jenere gaz oksijèn epi bay elektwon nan anod la pou konplete kous la.
Anòd (oksidasyon): 2 OH−(aq) -- > 1/2 O2(g) + H2O(l) + 2 e−
Yon konbinezon de reyaksyon sa yo pwodui:
2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)
H2 pwodui nan katod la ak O2 nan anod la.
Elektwoliz dlo mande pou yon minimòm diferans potansyèl de 1.23 vòlt, menm si nan vòltaj sa a chalè ekstèn obligatwa nan anviwònman an.

Dlo elektwoliz pil selil bipolè yo konpoze de anpil selil elektwochimik endividyèl nan seri elektrik. Nan pratik, pil selil elektwoliz dlo ki fèk sispann ka kenbe yon chaj elektrik enpòtan akòz idwojèn rezidyèl ak oksijèn ki rete nan chak selil. Kite pou kont li, li ka pran anpil èdtan pou chaj elektwochimik rezidyèl sa a gaye. Pèsonèl sèvis ak antretyen sistèm dwe pran anpil prekosyon si w ap eseye fè sèvis oswa ranplase pil selil sa yo touswit apre operasyon an. Pa egzanp, yon zouti metal tankou yon kle ta ka enadvèrtans pon yon espas ant yon pil selilè plak tèminal pozitif aktyèl ak yon ankadreman sipò metal ki chita sou tè a, trase yon gwo kouran oswa yon arc elektrik ak domaj ak blesi kòm yon rezilta vle. Pèsonèl ki pa mete ekipman pwoteksyon izolasyon apwopriye yo an danje tou.

Pi bon pratik pou pèsonèl antretyen ak sèvis yo se verifye ke pa gen okenn chaj elektrik enpòtan ki rete nan pil selil la anvan yo retire gad sekirite ak koneksyon elektrik nan pil selil la. Yo konseye anplwaye yo pou yo fè yon mezi vòltaj pil selilè pou verifye si pil selilè a dechaje. Nan kèk ka, pèsonèl sèvis yo ka aplike tou yon zouti sèvis ki byen fèt ki konpoze de yon rezistans kout kouran ki wo atravè pil selil ki egzeyate a kòm yon pwoteksyon adisyonèl.

Pwodwi yo vann nan tout rejyon yo nan Lachin ak ekspòte nan peyi atravè mond lan. Yo te vann nan plis pase 20 peyi ak rejyon ki gen ladan Etazini, Almay, Maròk, Kenya, Arabi Saoudit, Vyetnam, Aljeri, peyi Zend, Tanzani, ak Taiwan. Siksè bay byen koni antrepwiz tankou Lachin Aerospace, PetroChina, Lachin Nikleyè Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Elektwonik, Zheng Enèji Group ak lòt byen koni antrepwiz. Gen anpil estasyon idwojèn idwojèn idwojèn vèt tankou Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming, elatriye bay pwojè vèt ak idwojèn.