Principio de la tecnología de producción de hidrógeno del agua de electrólisis alcalina y estado del mercado

Principio de la tecnología de producción de hidrógeno del agua de electrólisis alcalina y estado del mercado

Tecnología de electrólisis alcalina del agua (ALK): Por lo general, se utiliza una solución de hidróxido de potasio (KOH) como electrolito, una membrana porosa como diafragma y un catalizador a base de níquel de metal no noble. La ventaja de esta tecnología es que es madura y de bajo precio. Es la principal tecnología de electrólisis del agua.

La estructura del electrolizador: los electrolizadores alcalinos se componen principalmente de placas polares (placas bipolares + marcos polares), electrodos catalíticos, diafragmas, sellos y otros componentes.

Electrodos catalíticos: la mayoría de los electrodos utilizados actualmente en las pilas electrolíticas alcalinas son materiales a base de níquel. En su mayoría están hechos de malla de níquel puro y espuma de níquel como material base, y están recubiertos con catalizadores mediante procesos como pulverización, recubrimiento con rodillo y revestimiento no electrolítico para mejorar la eficiencia de la electrólisis. La mayoría de los catalizadores son catalizadores a base de níquel representados por níquel Raney o catalizadores de metales preciosos, etc.

Diafragmas: Inicialmente, se utilizaban principalmente materiales separadores de asbesto, pero gradualmente se eliminaron la hinchazón del asbesto en electrolitos alcalinos y el daño del asbesto a las personas. En la actualidad, el separador ampliamente utilizado en la industria es un nuevo separador compuesto a base de sulfuro de polifenileno (PPS). El PPS, como base, puede proporcionar cierto apoyo físico. Al mismo tiempo, el tejido PPS tiene las características de excelente resistencia al calor, alta resistencia mecánica y excelentes propiedades eléctricas. Sin embargo, la hidrofilicidad del material PPS es débil, lo que hará que la resistencia interna de la celda electrolítica sea demasiado grande. Por lo tanto, el PPS se modifica actualmente, como polímero de recubrimiento y óxido de circonio para formar un separador compuesto para mejorar su hidrofilicidad.

Placa polar: Es el componente de soporte del electrolizador alcalino. Su función es sostener el electrodo y el separador y conducir la electricidad.

Principio de funcionamiento: los electrolizadores alcalinos suelen utilizar una solución de hidróxido de potasio (KOH) al 30% o una solución de hidróxido de sodio (NaOH) al 25% como electrolito. Bajo la acción de la corriente continua, las moléculas de agua sufren una reacción de reducción del desprendimiento de hidrógeno en el cátodo. Se generan gas hidrógeno e iones hidroxilo. Los iones de hidróxido atraviesan el material separador bajo la acción del campo eléctrico, llegan al ánodo y pierden electrones para generar oxígeno y agua.

El sistema de producción de hidrógeno en agua electrolítica incluye principalmente el electrolizador y el sistema auxiliar BOP:

El sistema auxiliar BOP consta de equipos de suministro de energía (fuente de alimentación, transformador, rectificador, etc.), equipos de separación, secado y purificación de gas y líquido y otros equipos.

Generalmente, el costo de un sistema de producción de hidrógeno de agua por electrólisis alcalina se compone de: electrolizador (50%), equipo eléctrico (15%), equipo de separación, secado y purificación de gases (15%) y otros equipos (20%).

En el electrolizador, conjunto de diafragma y electrodo (57%), conjunto de pila y placa terminal (10%), placa bipolar (7%), componentes pequeños (4%), capa estructural (14%) y la capa de transmisión porosa ( 8%) es el componente principal de la electrólisis.