Vodikov elektrolizator: vrste, upotrebe i ključne prednosti

  • Elektrolizer je neophodan za proizvodnju vodonika.
  • Postoji nekoliko vrsta elektrolizera, kao što su alkalni i PEM.
  • Zeleni vodonik je održiva alternativa za više sektora.

Vodikov elektrolizator: šta je to, kako radi i njegove vrste

elektrolizer za vodonik

Un elektrolizer To je uređaj koji se koristi u bitnom procesu tzv elektroliza, u kojem se tekućina ili otopljena tvar u elektrolitu razgrađuje primjenom električne energije. Ovaj proces je ključ za proizvodnja vodonika iz vode.

Elektrolizator igra osnovnu ulogu u energetskoj tranziciji koju planeta zahtijeva, budući da omogućava proizvodnju zeleni vodonik kada se napaja obnovljivom energijom. Zatim ćemo detaljno opisati šta je elektrolizator, kako radi, njegove prednosti, različite vrste i njegovu ulogu u stvaranju održivije budućnosti.

Šta je elektrolizer?

efikasnost proizvodnje

Elektrolizator je uređaj koji koristi izvor energije, kao što je električna energija proizvedena iz obnovljivih izvora, da pokrene proces elektrolize. elektroliza. Ovaj proces uključuje primjenu električne struje na elektrolit da razbije komponente vode: vodonik (H2) y kiseonik (O2). U ovom slučaju, proizvedeni vodik je glavni proizvod koji se može koristiti u različitim vitalnim aplikacijama.

Uređaj ima dvije elektrode: anoda i katoda, uronjene u elektrolit koji može biti kiselina, alkalija ili sol. Kroz elektrolizu, joni u vodi se disociraju: na katodi se proizvodi vodonik y el kiseonik na anodi. Generisani vodonik se skladišti i koristi kao čisto gorivo, dok se kiseonik može osloboditi ili ponovo koristiti u industrijskim aplikacijama. Proizvodnja vodonika je jedan od najperspektivnijih odgovora za dekarbonizaciju sektora kao što su hemijska industrija, transport i proizvodnja energije.

Prednosti upotrebe elektrolizera

elektrolizer

Elektrolizeri, posebno kada se hrane sa čista energija, nude niz pogodnosti koje ih pozicioniraju kao ključnu tehnologiju u tranziciji na niskougljičnu ekonomiju. Neke od glavnih prednosti su:

  • Sposobnost proizvodnje vodonik visoke čistoće, neophodan za upotrebu u vozilima na gorive ćelije i industrijskim procesima.
  • Distribuirana proizvodnja: Vodik se može proizvesti na licu mjesta, izbjegavajući skupe i opasne procese transporta i skladištenja uobičajene za druga goriva.
  • Ova metoda je ekonomičnija od opskrbe komprimiranim plinom u bocama pod visokim pritiskom.

Nadalje, postoji gotovo neograničen potencijal za proizvodnju vodonika, zahvaljujući obilju obnovljivih izvora energije kao što su sunca i vetra. Kako se troškovi ovih tehnologija smanjuju, proizvodnja zelenog vodonika postaje sve konkurentnija.

Vrste elektrolizera

zeleni vodonik elektrolizatori

Postoje različite vrste elektrolizera koji se uglavnom razlikuju po vrsti elektrolita i načinu na koji generiraju reakciju. Najrelevantnije su:

Alkalni elektrolizer

Ovo je najkorištenija i najrazvijenija tehnologija. Zasnovan je na tečnom elektrolitu, kao npr kalijum hidroksid (KOH) ili natrijum hidroksid (NaOH). Njegov rad je prilično efikasan i može proizvesti velike količine vodonika uz relativno niske troškove u odnosu na druge tehnologije.

Oni rade na temperaturama između 25 i 100ºC i proizvode vodonik umjerene gustine struje od 200 do 600 mikroampera po kvadratnom centimetru. Mogu postići pritisak do 30 bara.

Jedno od ograničenja ovih elektrolizera je njihovo nekompaktan dizajn, što može otežati njegovu integraciju sa obnovljivim izvorima energije. Nadalje, njegova reakcija na promjene snage je niža, što ograničava njegovu upotrebu u dinamičkim aplikacijama.

Polimerni membranski elektrolizator (PEM)

Elektrolizeri na bazi membrane za izmjenu protona (PEM) Oni su noviji i efikasniji. Koriste čvrsti elektrolit (membranu) koji omogućava veću fleksibilnost i kompaktniji dizajn. Osim toga, mnogo bolje reagiraju na promjene u potražnji za energijom, što ih čini vrlo atraktivnom opcijom za korištenje s obnovljivim izvorima energije.

Ova vrsta elektrolizera proizvodi vodonik visoke čistoće ali njegov glavni nedostatak je upotreba plemenitih metala kao katalizatori, što značajno povećava troškove. Unatoč tome, oni su idealni za rad s povremenim izvorima poput vjetra ili sunca.

Elektrolizator čvrstog oksida (SOEC)

SOEC, ili elektrolizatori sa čvrstim oksidom, rade na vrlo visokim temperaturama koje se kreću između 500 i 850 °C. To im omogućava da budu izuzetno efikasni (do 95%) u poređenju sa drugim tehnologijama.

U ovom tipu elektrolizera kisik se ne stvara kao plin, već ostaje kao krutina zbog visoke temperature. Iako ova tehnologija ima veliki potencijal, ona je još uvijek u razvoju i njeni visoki troškovi proizvodnje, zajedno s potrebom za materijalima otpornim na visoke temperature, predstavljaju izazov.

Membranski elektrolizer za anionsku izmjenu (AEM)

AEM elektrolizer je još jedna obećavajuća, iako trenutno manje razvijena tehnologija. Ne zahtijeva plemenite metale kao katalizatori, što bi dugoročno moglo značajno smanjiti troškove.

Međutim, njegova efikasnost je niska (oko 50%) i može raditi samo na pritiscima do 30 bara. Ako se ova tehnološka barijera prevaziđe, AEM-ovi bi mogli biti konkurentno rješenje u bliskoj budućnosti.

Primjena vodika proizvedenog elektrolizerima

elektrolizator vodonika

Vodik proizveden elektrolizom ima primjenu u ključnim sektorima privrede, jer se može koristiti za:

  • Proizvesti amonijak u hemijskoj industriji.
  • Feed gorivne ćelije u električnim vozilima, smanjujući emisiju CO2.
  • Čuvajte energiju višak obnovljivih izvora.

Vodik je također odlična opcija za postupnu zamjenu upotrebe fosilnih goriva u proizvodnji električne energije i transportu. Može se lako komprimirati i pohraniti, a zatim pustiti kada je potrebno, što ga čini korisnim sredstvom za balansiranje potražnje i ponude u električnoj mreži.

Kako sve više zemalja usvaja politike prema čiste ekonomije, ugradnja elektrolizera će biti ključno sredstvo za postizanje ciljeva dekarbonizacije.

Budućnost elektrolizera izgleda obećavajuće. Kako tehnologija bude napredovala i troškovi se smanjivali, njena upotreba će postati sve češća, gurajući energetsku industriju ka ekonomiji zasnovanoj na tome zeleni vodonik.


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.