электролизёр — это… Что такое электролизёр?

электролизёр — электролизёр …   Русское словесное ударение

электролизёр — электролизёр, а …   Русский орфографический словарь

электролизёр — электролизёр …   Словарь употребления буквы Ё

электролизёр — электролизёр, электролизёры, электролизёра, электролизёров, электролизёру, электролизёрам, электролизёр, электролизёры, электролизёром, электролизёрами, электролизёре, электролизёрах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А.… …   Формы слов

ЭЛЕКТРОЛИЗ — совокупность электрохим. процессов, проходящих на электродах, погружённых в электролит, при прохождении по нему электрич. тока. В результате этих процессов в ва, входящие в состав электролита, выделяются в свободном виде. Проводимость… …   Физическая энциклопедия

ЭЛЕКТРОЛИЗ — (греч.) Разложение химических соединений посредством электрического (гальванического) тока на их составные части.

Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ЭЛЕКТРОЛИЗ греч. Разложение химических соединений на …   Словарь иностранных слов русского языка

электролиз — а, м. électrolyse f., > нем. Elektrolyse. Разложение веществ при помощи электрического тока на составные элементы (напр. воды на кислород и водород). Павленков 1911. Химический процесс разложения вещества на составные части при прохождении… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

ЭЛЕКТРОЛИЗ

— ЭЛЕКТРОЛИЗ, ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, происходящая при прохождении постоянного тока через ЭЛЕКТРОЛИТ. Процесс заключается в перемещении положительных ионов к отрицательному ЭЛЕКТРОДУ (КАТОДУ) и отрицательных ионов к положительному электроду (АНОДУ).… …   Научно-технический энциклопедический словарь

электролиз — Ток, проходя по жидким проводникам, разлагает их на составные части. Поэтому жидкие проводники называются проводниками второго рода или электролитами в отличие от металлических проводников, которые называются проводниками. Разложение электролитов …   Справочник технического переводчика

ЭЛЕКТРОЛИЗ — ЭЛЕКТРОЛИЗ, процессы электрохимического окисления восстановления, происходящие на погруженных в электролит электродах при прохождении электрического тока. Применяется для получения многих веществ (металлов, водорода, хлора и др.), при нанесении… …   Современная энциклопедия

Основная информация об электролизерах: что это такое, как они работают и какую роль играют в зеленой экономике

Компания Cummins ожидает, что в будущем на энергетическом рынке произойдет сдвиг. Вследствие этой перемены возникают новые возможности и перспективы для более широкого спектра нашей продукции, а не только для традиционных продуктов. Для более оптимальной службы своим клиентам и планете компания Cummins создает новые экологически устойчивые формы энергии и обеспечивает портфолио продукции подразделения New Power широким спектром новых возможностей, предоставляя способ производства экологически чистого водорода для снабжения топливных элементом, работы над промышленными процессами или производства таких «зеленых» химических средств, как удобрения, возобновляемый природный газ и метанол.

Cummins предлагает разнообразные технологии на основе водорода, включая электролизные системы, а недавно компания объявила о том, что предоставит свой электролизер мощностью 5 мегаватт с PEM для преобразования избыточного гидроэлектричества в экологически чистый водород для района коммунального обслуживания округа Дуглас в штате Вашингтон (США). Но что именно представляет собой электролизер, как он работает и какую роль играет в зеленой экономике?

Что такое электролизер и как он работает?

Электролизер — это система, использующая электричество для разделения воды на водород и кислород при помощи процесса, называющегося электролизом. Электролитическая система создает водородный газ при помощи процесса электролиза. Избыточный кислород высвобождается в атмосферу, но его также можно захватывать или хранить для снабжения других промышленных процессов, а в некоторых случаях даже для медицинских газов.

Водородный газ можно хранить как в виде сжатого газа, так и в жидком виде, а поскольку водород является энергоносителем, его можно использовать для энергоснабжения любой сферы применения, в которой необходимо электричество водородных топливных элементах, будь то поезда, автобусы, грузовики или центры обработки данных.

Самый базовый вид электролизеров имеет катод (отрицательный заряд), анод (положительный заряд) и мембрану. Полная система также имеет насосы, вентиляционные отверстия, топливные баки, источник электропитания, сепаратор и другие компоненты. Электролиз воды является электрохимической реакцией, происходящей внутри пакета элементов. Электричество поступает в анод и катод по всей протонообменной мембране (PEM) и заставляет воду (h30) разделяться на ее составные молекулы, то есть водород (h3) и кислород (O2).

Существуют ли разные виды электролизеров?

Да, они отличаются по размеру и принципу работы. Эти электролизеры можно масштабировать для соответствия различным входным и выходным диапазонам, что позволит им подходить по размеру как для небольших промышленных объектов, установленных в грузовом контейнере, так и для крупных централизованных промышленных предприятий, которые могут поставлять водород в грузовиках или быть подсоединенными к трубопроводам.

Существует три основных типа электролобов: протонная биржевая мембрана («ПЕГ»), щелочная и прочная оксидов.

Принцип работы этих разных электролизеров слегка отличается в зависимости от используемого электролитного материала. Электролизеры с щелочной технологией и электролизеры с PEM могут производить водород на рабочем месте и по требованию, сжатый водород без компрессора, а также чистый на 99,999 %, сухой и безуглеродный водород.

Различия между тремя основными видами электролизеров включают:

Электролизеры с щелочной технологией

• Используют жидкий раствор электролита, такой как гидроксид калия (KOH) или гидроксид натрия (NAOH), и воду.
• Водород производится в «ячейке», состоящей из анода, катода и мембраны. Ячейки обычно собраны в ряд в «пакете ячеек», который производит больше водорода и кислорода при большем количестве ячеек.
• После подачи напряжения на пакет ячеек гидроксид-ионы (OH-) проходят через электролит из катода в анод каждой ячейки, а на стороне электролизера, где расположен катод, появляются пузырьки водородного газа, на стороне анода — кислородный газ, как показано здесь.

 

Электролизеры с протонообменной мембраной (PEM)

• Электролизеры с PEM используют протонообменную мембрану, в которой используется твёрдый полимерный электролит.
• После подачи напряжения на пакет ячеек вода разделяется на водород и кислород, а протоны водорода проходят через мембрану для образования газа h3 на стороне катода.

 

 

 

 

Электролизеры с твердооксидными элементами (SOEC)

• Они используют твердый керамический материал в качестве электролита
• Электроны из внешней цепи сочетаются с водой в катоде для образования водородного газа и ионов с отрицательным зарядом. Затем кислород проходит через твердую керамическую мембрану и вступает в реакцию на стороне анода для образования кислородного газа и производства электронов для внешней цепи
• SOEC работают при намного более высокой температуре (выше 500 градусов C), чем электролизеры с щелочной технологией или электролизеры с PEM (до 80градусов C), и у них есть потенциальная возможность стать намного более эффективными, чем варианты с PEM и щелочной технологией.

 

Как коммерциализируются электролизеры на основе производства водорода?

Существует четыре основных способа коммерциализации электролизеров:

1. Энергия для мобильности: водород можно использовать в качестве топлива на заправочных станциях для таких электрических транспортных средств на топливных элементах, как автобусы, поезда и автомобили.
2. Энергия для топлива: можно использовать в очистительных заводах для удаления серы из ископаемых видов топлива.
3. Энергия для промышленности: можно использовать непосредственно в качестве промышленного газа для сталелитейной промышленности, заводов по производству листового стекла, сферы полупроводников и т. п. Его также можно вводить непосредственно в трубопроводы природного газа для более низкоуглеродного отопления и других сфер применения природного газа.
4. Энергия для газа: можно использовать при производстве «зеленых» химических средств, таких как метанол, удобрения (аммиак) и любых других жидких видов топлива, включая реактивное топливо!

В чем заключается уникальность водородных топливных элементов?

Водород, который производится при помощи электролизера, идеально подходит для использования в водородных топливных элементах. Топливные элементы, во многом работающие как аккумуляторы, не изнашиваются и не требуют зарядки, а производят электричество и тепло пока у них есть топливо. Вы можете больше узнать об аккумуляторах и топливных элементах здесь. Топливные элементы используют водород для выработки электричества с нулевым уровнем выбросов в точке использования. Это значит, что можно больше не использовать ископаемые виды топлива, а из выхлопной трубы больше не будут исходить вредные выбросы.

Более того, когда электролитическая система снабжается энергией из возобновляемого источника, например гидроэнергией из дамб на реке Колумбия, производимый водород считается возобновляемым и не содержащим CO2 в ходе полного цикла своего производства. Узнайте больше о выбросах в ходе полного цикла производства водорода для полностью электрической техники и техники на топливных элементах.

Почему водород считается настолько хорошим вариантом для экологически чистой энергии?

Водород позволяет создать массовые рыночные изменения в сфере энергетики. Энергетические системы по всему миру проходят через основательные преобразования с целью сосредоточения внимания на более низком уровне выбросов и менее отрицательном влиянии на окружающую среду.

Такие возобновляемые технологии, как ветряная и солнечная энергетика, играют ключевую роль в обеспечении решения для уменьшения негативных последствий изменения климата и декарбонизации сектора энергетики. Но интеграция этих неустойчивых источников энергии в энергосеть может оказаться сложной задачей.

Водород может выступать в качестве среды хранения энергии для разрешения этих трудностей энергосетей, что позволит с большей легкостью использовать возобновляемую энергию вне энергосети. Водород является надежным способом эффективного хранения и транспортировки возобновляемого электричества на протяжении долгих периодов времени. Благодаря этому вырабатываемое при помощи ветра или солнца электричество, которое не используется сразу, можно использовать в другое время или в другом месте. Потенциал водорода в сфере хранения и транспортировки энергии позволяет ему играть ключевую роль в глобальном процессе перехода на возобновляемую энергию.

Что Cummins делает с электролизерами?

Компания Cummins эффектно присоединилась к водородной экономике в сентябре 2019 г. после приобретения компании Hydrogenics, являющейся глобальным производителем водородных топливных элементов и электролизной технологии. Cummins продолжает быстро прогрессировать в вопросах инноваций для новых продуктов и сфер применения в водородной отрасли. На данный момент Cummins предлагает два разных вида электролизеров:

1. Электролизер HyLYZER® с твердоэлектролитной мембраной (PEM) использует твердый полимер с ионной проводимостью и больше всего подходит для крупномасштабного производства водорода.
2. Электролизер HySTAT® с щелочной технологией использует жидкий электролит и хорошо подходит для маломасштабного и среднемасштабного производства водорода.

Cummins с гордостью занимает ведущую позицию в сфере новых водородных технологий. Используя столетний опыт работы со множеством источников питания и трансмиссий, мы работаем вместе с клиентами, чтобы предоставить правильное решение правильному клиенту в правильное время. Выбор типа энергии ложиться на вас, вне зависимости получается ли она из аккумулятора, дизеля, природного газа или топливных элементов.
 

Электролизер PR2 — гарантия качества, по лучшей цене 650 руб.

Прибор для измерения качества воды
Электролизер позволяет наглядно показать разницу между исходной водой из крана и очищенной.
Металлические и алюминиевые электроды посылают электрические разряды через воду. Этот разряд приводит ионы в воде в нестабильное состояние. Происходит электрохимическая реакция, в результате которой растворенные в воде загрязнения начинают оседать на электродах.
Вода с большим содержанием примесей будет более подвержена реакции и станет темней. Вода, пропущенная через осмос, станет желтоватой, показывая, что содержание вредных веществ меньше. Абсолютно чистая вода (дистиллят или 5-6 стадийный осмос) останется чистой. Таким образом,  легко наглядно продемонстрировать качество потребляемой воды.

Использование:

1. Наполните 2 стакана водой: один с исходной водой, второй – с очищенной.
2. Предварительно проверьте солесодержание исходной воды TDS-метром. Солесодержание не должно превышать 500 мг/л. Если есть превышение, то разбавьте исходную воду чистой до требуемого уровня. Ограничение вызвано техникой безопасности: электропроводность воды с солесодержанием выше 500 мг/л настолько высока, что может вызвать короткое замыкание в устройстве.
3. Извлеките электролизер из чехла.
4. Опустите первую пару контактов в один стакан, вторую – во второй.
5. Включите электролизер в сеть.
6. Включите устройство.
7. Следите за изменениями в стакане с исходной водой.
8. Когда изменения будут видны невооруженным глазом, отключите аппарат.
9. По окончанию демонстрации извлеките из воды контакты электролизера.
10. ВНИМАНИЕ: протрите железные контакты салфеткой или бумажным полотенцем, сразу как извлечете контакты из воды. В противном случае отложения на контактах потом будет трудно удалить.

 ОСТОРОЖНО! НИКОГДА не касайтесь контактов электролизера, если он включен в сеть.

Часто задаваемые вопросы:

Что такое электролиз?
Растворенные в воде частицы можно осадить с помощью процесса, который называется электролизом. Суть процесса заключается в пропускании электрического тока через воду, в результате на концах электролизера начнут осаждаться растворенные в ней вещества.

Вода после электролизера такая же как из крана?
Нет. При работе электролизера меняется химический состав воды, то же самое происходит при замораживании или кипячении воды. Самое главное – насколько изменилась вода после электролизера. Чем чище была вода, тем меньше она будет подвержена реакции.

Можно ли назвать электролизер тестом?
Нет. Это всего лишь инструмент для наглядной демонстрации химического загрязнения воды.

Выпавший осадок это части контактов?
Нет. Все что выпадает в осадок в ходе демонстрации — растворенные в воде вещества. В качестве доказательства вы можете поменять местами контакты чистой и исходной воды местами – результат будет одинаковый.

Спецификация:

• Размер (ДхШхВ): 102х99х24 мм
• Источник питания: 220В
• Предохранитель: 250В, 2А
• Максимальное солесодержание: 500 мг/л
• Вес: 207 г

Внешний вид и цвет товара могут отличаться от изображения.
Производитель оставляет за собой право вносить изменения в комплектацию и конструкцию изделия с целью улучшения его свойств.
Наш магазин предлагает большой ассортимент измерителей и анализаторов.
Приобрести электролизер Вы можете у нас в магазине или оформляйте заказ на сайте.
Обращаем Ваше ВНИМАНИЕ! Доставку осуществляем по всей России!

Где применяют электролиз

Электролиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор, либо расплав электролита.

При прохождении через раствор или расплав электролита электрического тока, на электродах происходит выделение растворенных веществ или иных веществ, являющихся продуктами вторичных реакций на электродах. Этот физико-химический процесс и называется электролизом.

Суть электролиза

В создаваемом электродами электрическом поле, ионы в проводящей жидкости приходят в упорядоченное движение. Отрицательный электрод — это катод, положительный — анод.

К аноду устремляются отрицательные ионы, называемые анионами (ионы гидроксильной группы и кислотные остатки), а к катоду — положительные ионы, называемые катионами (ионы водорода, металлов, аммония и т. д.)

На электродах протекает окислительно-восстановительный процесс: на катоде происходит электрохимическое восстановление частиц (атомов, молекул, катионов), а на аноде — электрохимическое окисление частиц (атомов, молекул, анионов). Реакции диссоциации в электролите — это первичные реакции, а реакции, которые протекают непосредственно на электродах, называются вторичными.

Законы электролиза Фарадея

Разделение реакций электролиза на первичные и вторичные помогло Майклу Фарадею установить законы электролиза:

• Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод. Под количеством электричества имеется в виду электрический заряд, измеряемый, как правило, в кулонах.
• Второй закон электролиза Фарадея: для данного количества электричества (электрического заряда) масса химического элемента, осаждённого на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента. Эквивалентной массой вещества является его молярная масса, делённая на целое число, зависящее от химической реакции, в которой участвует вещество.

m — масса осаждённого на электроде вещества, Q — полный электрический заряд, прошедший через вещество F = 96 485,33(83) Кл·моль−1 — постоянная Фарадея, M — молярная масса вещества (Например, молярная масса воды h3O = 18 г/моль), z — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион).

Заметим, что M/z — это эквивалентная масса осаждённого вещества. Для первого закона Фарадея M, F и z являются константами, так что чем больше величина Q, тем больше будет величина m. Для второго закона Фарадея Q, F и z являются константами, так что чем больше величина M/z (эквивалентная масса), тем больше будет величина m.

Электролиз широко применяется сегодня в промышленности и в технике. Например, именно электролиз служит одним из эффективнейших способов промышленного получения водорода, пероксида водорода, диоксида марганца, алюминия, натрия, магния, кальция и прочих веществ. Применяется электролиз для очистки сточных вод, в гальваностегии, в гальванопластике, наконец — в химических источниках тока. Но обо всем по порядку.

Получение чистых металлов из руд путем электролиза

Благодаря электролизу многие металлы извлекается из руд и подвергается дальнейшей переработке. Так, когда руду или обогащенную руду — концентрат — подвергают обработке реагентами, металл переходит в раствор, затем путем электроэкстракции металл выделяют из раствора. Чистый металл выделяется при этом на катоде. Таким путем получают цинк, медь, кадмий.

Электрорафинированию металлы подвергают для устранения примесей и чтобы перевести содержащиеся примеси в удобную для дальнейшей переработки форму. Металл, подлежащий очистке, отливают в виде пластин, и применяют эти пластины в качестве анодов при электролизе.

Когда ток проходит, металл анода растворяется, переходит в виде катионов в раствор, затем катионы разряжаются на катоде, и образуют осадок чистого металла. Примеси анода не растворяются — выпадают анодным шламом, или переходят в электролит, откуда непрерывно или периодически удаляются.

Рассмотрим в качестве примера электрорафинирование меди. Главный компонент раствора — сульфат меди — наиболее распространенная и дешевая соль этого металла. Раствор обладает низкой электрической проводимостью. Для ее увеличения в электролит добавляют серную кислоту.

Кроме того, в раствор вводят небольшие количества добавок, способствующих получению компактного осадка металла. Вообще, электролитическому рафинированию подвергают медь, никель, свинец, олово, серебро, золото.

Очистка сточных вод путем электролиза

Электролиз находит применение в очистке сточных вод (процессы электрокоагуляции, электроэкстракции и электрофлотации). Электрохимический метод очистки — один из наиболее часто применяемых. Для электролиза используют нерастворимые аноды (магнетит, оксид свинца, графит, марганец, которые наносят на титановую основу), или растворимые (алюминий, железо).

Такой метод применяют для выделения из воды токсичных органических и неорганических веществ. К примеру, медные трубы очищают от окалины раствором серной кислоты, и промышленные сточные воды приходится затем очищать путем электролиза с нерастворимым анодом. На катоде выделяется медь, которая снова может использоваться на том же предприятии.

Щелочные сточные воды очищают электролизом от цианистых соединений. С целью ускорения окисления цианидов, повышения электропроводности и экономии электроэнергии, к водам применяют добавку в виде хлорида натрия.

Электролиз проводят с графитовым анодом и стальным катодом. Цианиды разрушаются в ходе электрохимического окисления и хлором, который выделяется на аноде. Результативность такой очистки близка к 100%.

Кроме непосредственно электохимической очистки можно включить в процесс электролиза коагуляцию. Исключив добавки солей, электролиз проводят с растворимыми алюминиевыми или железными анодами. Тогда не только разрушаются загрязнители на аноде, но и растворяется сам анод. Образуются активные дисперсные соединения, которые коагулируют (сгущают) коллоидно-дисперсные загрязнения.

Этот метод эффективен при очистке сточных вод от жиров, нефтепродуктов, красителей, масел, радиоактивных веществ и т. д. Он называется электрокоагуляцией.

Гальваностегия

Гальваностегия — это электролитическое нанесение определенных металлов с целью защиты изделий от коррозии и для придания им соответствующего эстетического оформления (покрытие производят хромом, никелем, серебром, золотом, платиной и т. п.). Вещь тщательно очищают, обезжиривают, и используют как катод в электролитической ванне, в которую налит раствор соли того металла, которым необходимо покрыть изделие.

В качестве анода применяют пластину из этого же металла. Как правило применяют пару анодных пластин, а подлежащий гальваностегии предмет располагают между ними.

Гальванопластика

Гальванопластика — осаждение металла на поверхности разных тел для воспроизведения их формы: формы для отливки деталей, скульптур, печатных клише и т. д.

Гальваническое осаждение металла на поверхности предмета возможно лишь тогда, когда поверхность эта или весь предмет являются проводниками электрического тока, поэтому для изготовления моделей или форм желательно использовать металлы. Наиболее подходят для этой цели легкоплавкие металлы: свинец, олово, припои, сплав Вуда.

Эти металлы мягки, легко обрабатываются слесарным инструментом, хорошо гравируются и отливаются. После наращивания гальванического слоя и отделки металл формы выплавляют из готового изделия.

Однако наибольшие возможности для изготовления моделей все же представляют диэлектрические материалы. Чтобы металлизировать такие модели, нужно придать их поверхности электропроводность. Успех или неудача в конечном итоге зависят в основном от качества токопроводящего слоя. Слой этот может быть нанесен одним из трех способов.

Самый распространенный способ — графитирование, он пригоден для моделей из пластилина и других материалов, допускающих растирание графита по поверхности.

Следующий прием — бронзирование, способ хорош для моделей относительно сложной формы, для разных материалов, однако за счет толщины бронзового слоя несколько искажается передача мелких деталей.

И, наконец, серебрение, пригодное во всех случаях, но особенно незаменимое для хрупких моделей с очень сложной формой — растений, насекомых и т. п.

Химические источники тока

Также электролиз является основным процессом, благодаря которому функционируют самые современные химические источники тока, например батарейки и аккумуляторы. Здесь присутствуют два электрода, контактирующие с электролитом.

Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила, соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции.

Лимонная батарейка (для увеличения нажмите нажмите на картинку)

Действие химических источников тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно-разделённых процессов: на отрицательном аноде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи к положительному катоду, создавая разрядный ток, где они участвуют в реакции восстановления окислителя. Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идет от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода к положительному.

Ранее ЭлектроВести писали, что в недавнем докладе Cleantech Group авторы рассказали о трех самых важных для энергетики ближайших лет технологиях. Журналисты Business Insider обсудили их с Луисом Брасингтоном, одним из аналитиков компании.

По материалам: electrik.info.

В Стэнфорде усовершенствовали дешёвый способ электролиза воды / Хабр

В августе прошлого года учёные из Стэнфордского университета впервые

продемонстрировали

недорогой способ электролиза воды, то есть разделения H

₂

O на кислород и водород. Для инициации химического процесса достаточно простой батарейки ААА. Разумеется, вместо батарейки можно использовать небольшую солнечную панель, которая обеспечивает разность потенциалов хотя бы 1,5 вольта.

В прошлом году учёные использовали катоды и аноды из никеля и оксида никеля. Это первый в мире опыт, когда для электролиза удалось отказаться от электродов из драгоценных металлов (платина, иридий) и когда процесс шёл на таком низком напряжении.

Сейчас им удалось ещё удешевить и упростить электролиз, что сделает водородное топливо ещё дешевле, если вывести технологию на промышленный уровень. В усовершенствованном техпроцессе для катода и анода используется одинаковый катализатор из NiFeO_x. То есть анод и катод больше не требуют разной pH-фактора (один кислотный, другой щелочной), так что их легко и удобно можно поместить в общий сосуд с водой. Остаётся только собирать выделяемые кислород и водород (хотя, кислород лучше не собирать, а сразу отпускать в атмосферу).

На видео ниже показано, как работает электролиз от батарейки ААА. С одного электрода выделяется кислород, а с другого — водород. Авторы научной работы заявляют, что интенсивность реакции даже выше, чем при комбинации электродов из традиционных оксида иридия и платины.

Реакция идёт стабильно и очень активно на всей поверхности электродов.

Секрет «фокуса» — в структуре катализатора NiFeO_x. Хотя это с виду простые материалы, но структура материала очень специфическая. Он каким-то образом «выращивается» на углеродных нановолокнах (из научной работы не совсем понятно, каким образом его изготовить). Учёные говорят, что этот чудесный катализатор в будущем можно приспособить и для других химических реакций, кроме электролиза воды.

Хотя подобная технология выглядит довольно неправдоподобно, а все восемь соавторов научной работы — китайцы, не следует забывать, что они работают в отделении материаловедения и технологий Стэнфордского университета, одного из самых авторитетных научных заведений мира.

В результате каталитической реакции наночастицы оксида металла (железо, кобальт, оксиды никеля или смеси их оксидов) размером около 20 нм электрохимически преобразуются в сверхмалые наночастицы NiFeO_x с диаметром 2-5 нм в результате литий-индуцированной реакции. В отличие от традиционного химического синтеза, отмечают авторы изобретения, этот метод позволяет сохранить превосходное электрическое соединение между наночастицами и приводит к образованию больших площадей для проведения каталитической реакции.

Во время эксперимента была проверена непрерывная работа устройства таким способом в течение целой недели (более 200 часов) без деградации электродов, говорит И Цуй (Yi Cui), один из авторов научной работы. Он добавил, что эффективность электролиза воды составляет 82% при комнатной температуре (судя по всему, при нормальном давлении тоже).

Результаты исследования опубликованы 23 июня 2015 года в журнале Nature Communications (в бесплатном доступе).

Как уже отмечалось годом ранее, это очень важный проект, потому что значительно упрощает технологию изготовления топливных ячеек с водородом. На таких ячейках может работать и мобильная электроника, и автомобили.

Toyota Mirai, один из первых в мире автомобилей на водородных топливных ячейках. Продажи начались 15.12.2014 г. Под днищем у него два баллона с водородом под давлением 70 MПa. Заправка занимает 3-5 мин. Дальность хода: 480 км

Немаловажно, что при сгорании водорода единственным побочным продуктом сгорания является вода. Та же самая вода, которую расщепляли на составляющие, например, солнечным светом на первом этапе технического процесса.

Страница не найдена — Портал Продуктов Группы РСС

Сообщите нам свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на рассылку новостного бюллетеня. Предоставление адреса электронной почты является добровольным, но, если Вы этого не сделаете, мы не сможем отправить Вам информационный бюллетень. Администратором Ваших персональных данных является Акционерное Общество PCC Rokita, находящееся в Бжег-Дольном (ул. Сенкевича 4, 56-120 Бжег-Дольный, Польша ). Вы можете связаться с нашим инспектором по защите личных данных по электронной почте: .

Мы обрабатываем Ваши данные для того, чтобы отправить Вам информационный бюллетень — основанием для обработки является реализация нашей законодательно обоснованной заинтересованности или законодательно обоснованная заинтересованность третьей стороны – непосредственный маркетинг наших продуктов / продуктов группы PCC .

Как правило, Ваши данные мы будем обрабатывать до окончания нашего с Вами общения или же до момента, пока Вы не выразите свои возражения, либо если правовые нормы будут обязывать нас продолжать обработку этих данных, либо мы будем сохранять их дольше в случае потенциальных претензий, до истечения срока их хранения, регулируемого законом, в частности Гражданским кодексом.

В любое время Вы имеете право:

• выразить возражение против обработки Ваших данных;
• иметь доступ к Вашим данным и востребовать их копии;
• запросить исправление, ограничение обработки или удаление Ваших данных;
• передать Ваши персональные данные, например другому администратору, за исключением тех случаев, если их обработка регулируется законом и находится в интересах администратора;
• подать жалобу Президенту Управления по защите личных данных.

Получателями Ваших данных могут быть компании, которые поддерживают нас в общении с Вами и помогают нам в ведении веб-сайта, внешние консалтинговые компании (такие как юридические, маркетинговые и бухгалтерские) или внешние специалисты в области IT, включая компанию Группы PCC .

Больше о том, как мы обрабатываем Ваши данные Вы можете узнать из нашего Полиса конфиденциальности.

Что такое электролизер?

В электролизере используется электрическая энергия, чтобы вызвать химическую реакцию. Два металлических компонента, называемые электродами, обычно погружаются в жидкость, такую ​​как вода. Каждая ячейка обычно имеет один электрод, называемый катодом, который имеет отрицательный электрический заряд, и анод, который имеет положительный заряд. Химическая реакция, которая происходит в электролизере, называется электролизом, что означает, что вещество разрушается. Если вода является раствором, то она будет разделяться на водород и кислород, когда частицы будут течь от положительного анода к отрицательному катоду.

Промышленные, а также коммерческие объекты иногда используют электролизер для получения кислорода и водорода из воды. Ячейка также может быть использована для нанесения одного металла на другой во время гальваники. Аккумуляторы, такие как никель-металлогидридные или свинцово-кислотные, часто ведут себя как электролитические элементы. Запасы энергии в этих типах батарей могут быть созданы путем преобразования электрической энергии в химическую энергию.

Батареи, как правило, представляют собой гальванические элементы, которые используют химическую энергию и преобразуют ее в электричество. Вольтова ячейка также называется гальванической ячейкой и обычно использует один и тот же металл для каждого электрода. Электролитические ячейки, с другой стороны, обычно используют один металл для положительного электрода и другой металл для другого. Они также должны быть в том же растворе, чтобы реакция произошла. Гальванические элементы могут состоять из двух отдельных элементов со связью, называемой солевой мостик, которая перемещает заряженные частицы, называемые ионами, с одной стороны на другую.

Электролизер может питаться от батареи с проводами, соединенными с каждым электродом для формирования электрической цепи. Одна ячейка также может быть подключена к другой, но каждая из них, как правило, нуждается в различном напряжении, чтобы что-то существенное могло произойти. Электролизер с более высоким напряжением обычно разряжается в этой цепи. Создается гальванический элемент, в то время как элемент с более низким напряжением может получить заряд. Это типично для электролизера.

Вода часто разлагается на газы, состоящие из ее молекулярных компонентов, с помощью электролизера. Другим используемым соединением является хлорид натрия, который можно разложить на газообразный хлор, а также ионы натрия; они обычно объединяются с электронами, выпущенными из катода. Металлический натрий осаждается на катоде по мере объединения ионов и электродов. Электролизеры часто используются для очистки металлов и, как правило, являются частью очистки алюминия, свинца, цинка, а также меди.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Электролизеры 101: что это такое, как они работают и где они подходят в зеленой экономике

По мере того как Cummins смотрит в будущее, мы видим сдвиг на рынке энергии. С этим изменением появляются новые возможности и возможности, выходящие за рамки нашего традиционного набора продуктов. Чтобы лучше обслуживать наших клиентов и нашу планету, Cummins внедряет инновации в новые устойчивые формы энергии и привносит широкий спектр новых возможностей в портфель продуктов New Power, обеспечивая способ производства чистого водорода для питания водородных топливных элементов, обеспечения промышленных процессов или производить экологически чистые химические вещества, такие как удобрения, возобновляемый природный газ и метанол.

Cummins предлагает различные водородные технологии, включая системы электролизеров, и недавно объявила о поставке своего 5-мегаваттного электролизера PEM для преобразования излишков гидроэнергии в чистый водород для муниципального коммунального округа округа Дуглас в штате Вашингтон (США). Но что такое электролизер, как он работает и какое место он занимает в нашей «зеленой» экономике?

Что такое электролизер и как он работает?

Электролизер — это система, которая использует электричество для разложения воды на водород и кислород в процессе, называемом электролизом. В результате электролиза в системе электролизера образуется газообразный водород. Оставшийся кислород выбрасывается в атмосферу или может улавливаться или храниться для снабжения других промышленных процессов или в некоторых случаях даже медицинских газов.

Газообразный водород может храниться в сжатом или сжиженном виде, и, поскольку водород является энергоносителем, его можно использовать для питания любых электрических систем на водородных топливных элементах — будь то поезда, автобусы, грузовики или центры обработки данных.

В своей основной форме электролизер содержит катод (отрицательный заряд), анод (положительный заряд) и мембрану.Вся система также содержит насосы, вентиляционные отверстия, резервуары для хранения, источник питания, сепаратор и другие компоненты. Электролиз воды — это электрохимическая реакция, протекающая в пакетах ячеек. Электричество подается на анод и катод через протонообменную мембрану (PEM) и заставляет воду (h30) расщепляться на составляющие ее молекулы, водород (h3) и кислород (O2).

Есть ли электролизеры разных типов?

Да, они различаются по размеру и функциям.Эти электролизеры можно масштабировать для соответствия различным диапазонам ввода и вывода, начиная от небольших промышленных предприятий, установленных в транспортных контейнерах, до крупных централизованных производственных объектов, которые могут доставлять водород на грузовиках или подключаться к трубопроводам.

Существует три основных типа электролизеров: протонообменная мембрана (PEM), щелочной и твердый оксид. Эти разные электролизеры работают по-разному в зависимости от материала электролита.И щелочные электролизеры, и электролизеры PEM могут доставлять водород на месте и по запросу, водород под давлением без компрессора и чистый, сухой и безуглеродный водород чистотой 99,999%.

Разница между тремя основными видами электролизеров включает:

Электролизеры щелочные

• Использует жидкий раствор электролита, такой как гидроксид калия (KOH) или гидроксид натрия (NAOH), и воду.
• Водород производится в «ячейке», состоящей из анода, катода и мембраны.Ячейки обычно собираются последовательно в «стопку ячеек», которая производит больше водорода и кислорода по мере увеличения количества ячеек.
• Когда ток подается на батарею элементов, ионы гидроксида (ОН-) перемещаются через электролит от катода к аноду каждой ячейки, при этом пузырьки газообразного водорода образуются на катодной стороне электролизера, а газообразный кислород — на аноде, как представлено здесь.

Электролизеры с протонообменной мембраной (PEM)

• В электролизерах PEM используется протонообменная мембрана, в которой используется твердый полимерный электролит.
• Когда ток подается на батарею элементов, вода расщепляется на водород и кислород, и протоны водорода проходят через мембрану, образуя газ h3 на катодной стороне.

Твердооксидные электролизеры (SOEC)

• Использует твердый керамический материал в качестве электролита
• Электроны из внешнего контура объединяются с водой на катоде с образованием газообразного водорода и отрицательно заряжают ионы. Затем кислород проходит через скользящую керамическую мембрану и реагирует на аноде с образованием газообразного кислорода и генерации электронов для внешней цепи
SOEC
• работают при гораздо более высоких температурах (выше 500 ° C), чем щелочные электролизеры и электролизеры с ПЭМ (до 80 ° С), и потенциально могут стать намного более эффективными, чем электролизеры с ПЭМ и щелочными электролизерами.

Как коммерциализируются электролизеры на основе производства водорода?

Есть четыре основных способа коммерциализации электролизеров:

1. От энергии к мобильности : водород можно использовать в качестве топлива на заправочных станциях для электромобилей на топливных элементах, таких как автобусы, поезда и автомобили.
2. Power to Fuel : Используется на нефтеперерабатывающих заводах для удаления серы из ископаемого топлива.
3. Энергия для промышленности : Используется непосредственно в качестве промышленного газа в сталелитейной промышленности, на заводах по производству листового стекла, полупроводниковой промышленности и т. д. .
4. Power to Gas : Используется при производстве экологически чистых химикатов, таких как метанол, удобрения (аммиак) и любое другое жидкое топливо, даже топливо для реактивных двигателей!

Что такого уникального в водородных топливных элементах?

Водород, полученный из электролизера, идеально подходит для использования с водородными топливными элементами.Работая во многом как батарея, топливные элементы не разряжаются и не нуждаются в подзарядке и вырабатывают электричество и тепло, пока есть топливо. Вы можете узнать больше о батареях и топливных элементах здесь. Топливные элементы используют водород для производства электроэнергии с нулевыми выбросами в точке использования. Это означает, что из выхлопной трубы не поступает ископаемое топливо или вредные выбросы.

Еще лучше, когда система электролизера питается от возобновляемого источника энергии, такого как гидроэлектростанция из плотин реки Колумбия, производимый водород считается возобновляемым и не содержит CO2 от скважины к колесу. Узнайте больше о выбросах в атмосферу в полностью электрических системах и на топливных элементах.

Почему водород — такой хороший вариант для чистой энергии?

Водород открывает возможность для массовых рыночных изменений в энергетической отрасли. Энергетические системы по всему миру претерпевают фундаментальную трансформацию, направленную на снижение выбросов и меньшее негативное воздействие на окружающую среду.

Чтобы уменьшить негативное воздействие изменения климата и обезуглерожить сектор энергетики, технологии возобновляемой энергии, такие как ветер и солнечная энергия, стали ключевыми составляющими решения.Но интеграция этих прерывистых источников энергии в энергосистему может оказаться сложной задачей.

Водород может выступать в качестве накопителя энергии для решения этих сетевых проблем, позволяя более легко использовать возобновляемую энергию вне электросети. Водород — это стабильный способ хранения и эффективной транспортировки возобновляемой электроэнергии в течение длительных периодов времени. Таким образом, возобновляемая электроэнергия, генерируемая ветром и солнечной энергией, которая не используется сразу, может быть использована в другое время или в другом месте.Потенциал водорода для хранения и транспортировки энергии делает его ключевым фактором глобального перехода к возобновляемым источникам энергии.

Что делает Cummins с электролизерами?

Компания Cummins смело вступила в водородную экономику в сентябре 2019 года, купив Hydrogenics, мирового производителя водородных топливных элементов и электролизеров. Cummins продолжает быстро прогрессировать в разработке новых продуктов и приложений в водородной сфере, и в настоящее время Cummins предлагает два различных типа электролизеров:

1. Электролизер с полимерно-электролитной мембраной HyLYZER® (PEM) использует ионопроводящий твердый полимер и лучше подходит для крупномасштабного производства водорода.
2. Щелочной электролизер HySTAT® использует жидкий электролит и хорошо подходит для производства водорода в малых и средних масштабах.

Cummins гордится тем, что возглавляет новую водородную технологию. Имея столетний опыт работы с множеством источников питания и трансмиссий, мы работаем с нашими клиентами, чтобы предоставить правильное решение для нужного клиента в нужное время. Будь то аккумуляторная батарея, дизельное топливо, природный газ или топливные элементы, ваша энергия — ваш выбор.

Введение в электролизеры

Электролизеры используют электричество для разложения воды на водород и кислород. Электролиз воды происходит посредством электрохимической реакции, для которой не требуются внешние компоненты или движущиеся части. Он очень надежен и может производить сверхчистый водород (> 99,999%) без вреда для окружающей среды, когда источником электроэнергии является возобновляемая энергия.

Водород, полученный из электролизера, идеально подходит для использования с водородными топливными элементами .Реакции, происходящие в электролизере, очень похожи на реакции в топливных элементах, за исключением того, что реакции, происходящие на аноде и катоде, меняются местами. В топливном элементе газообразный водород потребляется на аноде, а в электролизере газообразный водород образуется на катоде. Недостатком электролизеров является потребность в электроэнергии для завершения реакции. В идеале электрическая энергия, необходимая для реакции электролиза, должна поступать из возобновляемых источников энергии, таких как ветер , солнечный или гидроэлектрические источники.Электролизеры полезны и идеальны при включении в определенные стационарные, переносные и транспортные системы электропитания. Некоторыми примерами применений, в которых электролизеры были бы особенно полезны, являются длительное использование в полевых условиях, автомобили с приводом от топливных элементов и портативная электроника. Достаточное количество водорода может быть произведено до его использования и, следовательно, может быть полезным дополнением к системе, использующей солнечную и ветровую энергию.

Некоторые из преимуществ использования электролизеров:

1. Полученный водород очень чистый.
2. Его можно производить прямо на месте и в то время, когда оно будет использоваться, и не обязательно хранить.
3. Это намного более дешевый метод, чем подача газа в баллонах высокого давления.

Во всем мире более чем достаточно солнечных и ветровых природных ресурсов для производства всего водорода, необходимого для стационарных, транспортных и переносных применений. Электролиз может удовлетворить требования к стоимости, установленные правительствами многих стран мира.

Типы конструкций электролизеров

Есть много способов построить и настроить электролизер, и различные электролиты , можно использовать так же, как в топливных элементах. Однако одно отличие от топливных элементов состоит в том, что нельзя использовать высокотемпературные системы, потому что вода должна подаваться в виде пара. Электролизеры можно разделить на две основные конструкции: униполярные и биполярные. В униполярной конструкции обычно используется жидкий электролит (щелочные жидкости), а в биполярной конструкции используется твердый полимерный электролит (протонообменные мембраны , ).Гидроксид калия был широко используемым электролитом в прошлом, но в последнее время более типичными являются мембраны PEM. Конструкция электролизера очень похожа на аккумулятор или топливный элемент; он состоит из анода, катода и электролита.

Щелочной электролизер

Щелочные электролизеры обычно используют водный раствор гидроксида калия (КОН) в качестве электролита. Другие часто используемые электролиты включают серную кислоту (h3SO4), гидроксид калия (KOH), хлорид натрия (NaCl) и гидроксид натрия (NaOH).Типичная концентрация электролизного раствора составляет 20-30 мас.% Для обеспечения баланса между ионной проводимостью и коррозионной стойкостью.

Щелочные электролизеры хорошо работают при рабочих температурах от 25 до 100 ° C и давлении от 1 до 30 бар соответственно. Промышленные щелочные электролизеры имеют плотность тока в диапазоне 100-400 мА / см ² . Химические реакции для щелочного электролизера:

• Анод: 4H ₂ O + 4e ^— 2H ₂ + 4OH
• Катод: 4OH ^— + O ₂ + 4e ^— + 2 H ₂ O
• В целом: 2 H ₂ O → 2H ₂ + O ₂

Общая конструкция щелочного электролизера проста.Он имеет униполярную конструкцию, состоящую из двух металлических электродов, подвешенных в водном растворе электролита. Когда на электроды подается электричество, на каждом электроде генерируется газообразный водород и кислород. Электролизер должен быть спроектирован таким образом, чтобы каждый газ собирался и удалялся из электролизера эффективно. Инженер должен следить за тем, чтобы газы не смешивались, потому что при наличии искры смесь водорода и кислорода легко воспламеняется.

Электролизер на основе PEM

Электролизеры на основе полимерных электролитных мембран (PEM) очень популярны, и многие современные электролизеры построены с использованием технологии PEM. Электролизер PEM использует тот же тип электролита, что и топливный элемент PEM . Электролит представляет собой тонкую твердую ионопроводящую мембрану, которая используется вместо водного раствора. Эти электролизеры имеют биполярную конструкцию и могут работать при высоких дифференциальных давлениях на мембране. Реакции следующие:

• Анод: 4H ⁺ + 4e ^— → 2H ₂
• Катод: 2H ₂ O → O ₂ + 4H ⁺ + 4e ^—
• Общий: 2H ₂ O (л) + 4H ⁺ + 4e ^— → 2H ₂ + O ₂ + 4H ⁺ + 4e ^—

Электролизеры PEM популярны, потому что многие из типичных проблем топливных элементов PEM не применимы.Воду, подаваемую на катод, также можно легко использовать для охлаждения элемента, а управление водой намного проще, поскольку положительный электрод должен быть залит водой. Водород, производимый в электролизерах этого типа, имеет высокую чистоту. Единственная проблема — наличие водяного пара в системе. Вода диффундирует через электролит, как в топливных элементах; поэтому разработчики электролитов используют различные методы, чтобы избежать этого. Распространенным методом является использование более толстых электролитов, чем те, которые используются в топливных элементах.

КПД электролизера

На работу электролизеров влияет множество факторов. Некоторые из них включают общую конструкцию, используемые материалы, а также рабочую температуру и давление. Работа при более высоких температурах увеличит эффективность, но также увеличит скорость коррозии материалов электролизера. КПД электролизера рассчитывается так же, как и топливного элемента. Эффективность топливного элемента определяется по формуле:

А обратная этой формуле — КПД электролизера:

.

Потери в электролизерах такие же, как в топливных элементах, а типичные значения для Vcell и Vel_cell равны 1. 6 — 2,0 В в зависимости от плотности тока. Эффективность батареи также должна включать потери мощности из-за электроэнергии, необходимой для насосов, клапанов, датчиков и контроллера, а также количество энергии, вложенной в батарею. Типичный КПД коммерческих электролизеров составляет от 60 до 70 процентов.

Возможности электролиза

Интеграция электролизеров с системой возобновляемых источников энергии создает уникальные возможности для обеспечения электроэнергией в будущем.Системы возобновляемой энергии могут подключаться к коммунальной сети через силовую электронику. Силовая электроника преобразует переменный ток (AC) из сети в постоянный ток (DC), необходимый для пакета электролизных ячеек. В качестве источника электроэнергии можно использовать как фотоэлектрические, так и ветроэнергетические системы. Во многих ветряных / электролизных системах, используемых сегодня для производства водорода, электролизер напрямую использует переменный ток от ветряной турбины.

Во всем мире проводится множество научно-исследовательских и опытно-конструкторских проектов, в которых анализируется и сравнивается производство водорода солнечной и ветровой энергией и электросетью.В этих исследованиях водород производится путем электролиза, а затем сжимается и хранится для питания двигателя в периоды с более высокими требованиями к энергии. Эти проекты будут исследовать совместное производство электричества и водорода, чтобы решить проблему неустойчивого характера солнечной и ветровой энергии, чтобы производить электричество, когда потребность в энергии высока. Эти исследования также включают потенциальное использование водорода в транспортных средствах. Эти исследовательские проекты изучают несколько технологий электролизеров; их способность быстро подключаться и отключаться; и разработка преобразователей переменного тока в постоянный и постоянного тока для использования ветряной турбины от солнечной энергии в электролизере для достижения повышения эффективности.

Электролиз может помочь сократить периодическое производство электроэнергии из возобновляемых источников. Водородные системы может производить водород и хранить его для последующего использования, что может улучшить коэффициент использования возобновляемых источников энергии. Это поможет сделать возобновляемую энергию постоянной или использоваться в периоды пиковой нагрузки. Допуская совместное производство водорода и электроэнергии, коммунальное предприятие может оптимизировать свою систему производства и хранения. И солнечная, и ветровая системы могут получить выгоду от производства электроэнергии вместе с водородом.Некоторые исследования показали, что системы, оптимизированные для производства водорода и электроэнергии, имеют более низкие цены на водород — даже когда электроэнергия продается по очень низкой цене.

Выводы

Электролиз использует электричество для разложения воды на водород и кислород. Этот процесс может производить сверхчистый водород (> 99,999%) без загрязнения окружающей среды, если источником электроэнергии является возобновляемая энергия. Водород также можно производить непосредственно в любом месте и в то время, когда это необходимо; следовательно, его необязательно хранить.Это идеальный метод производства водорода для водородных топливных элементов. Если эта система спроектирована правильно, она может быть намного дешевле, чем газ, поставляемый в баллонах высокого давления. Электролизеры были бы очень полезны, если бы они были интегрированы в стационарные, переносные или транспортные энергосистемы для производства водорода. Это также было бы полезным дополнением к системе, использующей солнечную и ветровую энергию, потому что водород можно использовать для питания топливных элементов, когда солнечная и ветровая энергия непостоянна.В будущем электролиз можно будет использовать вместе с водородом, который необходим из ветряных и солнечных источников.

Автор Д-р Коллин Шпигель

Доктор Коллин Шпигель — консультант по математическому моделированию и техническому письму (президент SEMSCIO) и профессор, имеющий докторскую степень. и степень магистра инженерных наук. Она имеет семнадцатилетний опыт работы в области инженерии, статистики, обработки данных, исследований и технического письма для многих компаний в качестве консультанта, сотрудника и независимого владельца бизнеса.Она является автором книг « Designing and Building Fuel Cells » (McGraw-Hill, 2007) и «PEM Fuel Cell Modeling and Simulation using MATLAB» (Elsevier Science, 2008). Ранее она владела Clean Fuel Cell Energy, LLC, организацией по топливным элементам, которая обслуживала ученых, инженеров и профессоров по всему миру.

Электролизер | Ключевой фактор в производстве зеленого водорода

Электролиз на первый взгляд может показаться школьным лабораторным экспериментом с химическими стаканами, несколькими проводами и парой батареек, и мы не ошибемся.Но влияние этого процесса, который позволяет расщеплять молекулы с помощью электричества, в данном случае молекулы воды, является ключом к получению зеленого водорода.

ГЕНЕРАЦИЯ ВОДОРОДА

Водород является самым распространенным элементом во Вселенной и поэтому может стать идеальным топливом. Но это не единственная причина: при сжигании водорода углекислый газ не образуется; вместо этого образуется водяной пар. Таким образом, его использование резко сократит выбросы, вызывающие парниковый эффект и глобальное потепление.

Трудность заключается в том, что для получения водорода необходима электрическая энергия, и если эта энергия поступает из ископаемого топлива, будут образовываться выбросы. Напротив, производство так называемого зеленого водорода основано на использовании возобновляемых источников энергии для обеспечения процесса электролиза, посредством которого водород получают из воды. Устройство, отвечающее за этот процесс, называется электролизером.

Применение зеленого водорода.

СМОТРЕТЬ ИНФОРМАЦИЮ: Применение зеленого водорода [PDF]

ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОЛИЗАТОР И КАК ЭТО РАБОТАЕТ: ЭЛЕКТРОЛИЗ

Электролизер — это устройство, способное расщеплять молекулы воды на составляющие их атомы кислорода и водорода. Связи между двумя элементами очень стабильны, и для этого расщепления требуется электрическая энергия в процессе, называемом электролизом [PDF]. Эффективные электролизеры станут ключом к проникновению водорода в промышленность и внедрению водородных топливных элементов.

Один из крупнейших в мире электролизеров расположен в Фукусиме, Япония, на месте известной ядерной катастрофы. символизирует смену парадигмы в производстве энергии. работает от солнечных батарей.Совсем недавно, в январе 2021 года, японский электролизер намного превзошел электролизер в Беканкуре, Канада, который состоит из устройства с полимерной мембраной производительностью 8,2 тонны в день.

Как работает электролизер

Электролиз был впервые открыт в 1800 году. После изобретения в том же году Алессандро Вольта электрической батареи другие химики попытались соединить свои полюса в емкости с водой. Они обнаружили, что через воду протекает ток, а водород и кислород отделяются на электродах.

Электролизер состоит из пакета токопроводящих электродов, разделенных мембраной, на которую подается высокое напряжение и ток. Это вызывает у электрический ток в воде, который заставляет ее распадаться на компоненты: водород и кислород. Полная система также включает насосы, силовую электронику, газоотделитель и другие вспомогательные компоненты, такие как резервуары для хранения.

Кислород, образующийся параллельно, выбрасывается в атмосферу или в некоторых случаях может храниться для дальнейшего использования в качестве медицинского или промышленного газа. Водород хранится в виде сжатого газа или сжиженного газа для использования в промышленности или в водородных топливных элементах, которые могут приводить в действие транспортные средства, такие как поезда, корабли и даже самолеты.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОЛИЗАТОРОВ

В настоящее время существуют разные типы электролизеров в зависимости от их размера и функции. Чаще всего используются:

Щелочной электролизер

В них используется жидкий раствор электролита, такой как гидроксид калия или гидроксид натрия, и вода. Водород производится в ячейке, состоящей из анода, катода и мембраны. Элементы обычно собираются последовательно для одновременного производства большего количества водорода и кислорода. Когда ток подается на батарею электролизных ячеек, гидроксид-ионы перемещаются через электролит от катода к аноду каждой ячейки, образуя пузырьки газообразного водорода на катодной стороне электролизера и газообразного кислорода на аноде. Они используются более 100 лет и не требуют использования благородных металлов в качестве катализатора; однако это громоздкое оборудование, получающее водород средней чистоты, и не очень гибкое в эксплуатации.

Электролизер с протонообменной мембраной (PEM)

Электролизеры PEM используют протонообменную мембрану и твердый полимерный электролит. Когда к батарее подается ток, вода расщепляется на водород и кислород, и протоны водорода проходят через мембрану, образуя газообразный водород на катодной стороне. Они наиболее популярны, поскольку производят водород высокой чистоты и легко охлаждаются. Они лучше всего подходят для использования в разнообразных возобновляемых источниках энергии, компактны и производят водород высокой чистоты.С другой стороны, они несколько дороже, потому что в качестве катализаторов используются драгоценные металлы.

Твердооксидный электролизер (SOEC)

SOEC работают при более высоких температурах (от 500 до 850 ºC) и потенциально могут быть намного более эффективными, чем PEM и щелочные электролизеры. Этот процесс называется высокотемпературным электролизом (HTE) или паровым электролизом, и в качестве электролита используется твердый керамический материал. Электроны из внешнего контура объединяются с водой на катоде с образованием газообразного водорода и отрицательно заряженных ионов. Затем кислород проходит через скользящую керамическую мембрану и реагирует на аноде с образованием газообразного кислорода и генерации электронов для внешнего контура. Технологически они менее развиты, чем вышеперечисленные.

Существуют и другие типы электролизеров, которые еще не так эффективны или рентабельны, как указанные выше, но имеют большой потенциал для развития. Одним из примеров является фотоэлектролиз, при котором использует только солнечный свет для разделения молекул воды без потребности в электричестве. Однако для этого устройства требуются полупроводники, которые еще недостаточно разработаны.

Статья об электролизере по The Free Dictionary

Аппарат, в котором проводится электролиз, состоящий из одной или нескольких электролитических ячеек. Электролизер — это сосуд (или система сосудов), заполненный электролитом, в котором размещены электроды — катод и анод; катод подключен к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а анод — к положительному полюсу.

В промышленности и лаборатории используются различные типы электролизеров, например, открытые и герметичные электролизеры, электролизеры для периодической и непрерывной работы, электролизеры с фиксированными или съемными электродами и электролизеры с различными системами разделения продуктов электролиза.В зависимости от назначения электролизеры предназначены для работы при различных температурах, от ниже 0 ° C (например, электрохимический синтез нестабильных кислородных соединений) до высоких температур (например, при электролизе расплавленных электролитов при производстве алюминия. , кальций и другие металлы), и они соответственно оснащены системами для нагрева или охлаждения электролита или электродов. Некоторые электролизеры имеют диафрагму — пористый барьер или мембрану, которая отделяет катодное пространство от анодного пространства и которая проницаема для ионов, но замедляет механическое перемешивание и диффузию.Для изготовления этих диафрагм используются асбест, полимерные материалы и керамика. Также используются электролизеры с ионообменными мембранами. Различают униполярные и биполярные электролизеры в зависимости от того, как электролизеры подключены к электрической цепи. Униполярные электролизеры состоят из одной электролитической ячейки с электродами одной полярности, каждый из которых может состоять из нескольких элементов, включенных параллельно цепи. Биполярные электролизеры состоят из множества ячеек, до 100–160, которые подключены последовательно к цепи, и каждый электрод, за исключением двух концевых электродов, функционирует как катод на одном конце и анод на другом.

Аноды изготавливаются из графита, углерод-графитовых материалов, платины, оксидов некоторых металлов, свинца или свинцовых сплавов. Также используются усиленные титановые аноды с активным покрытием из смеси оксида рутения и оксида титана или платины и ее сплавов. Катод в большинстве электролизеров изготовлен из стали. Также используются электролизеры с жидкими электродами (например, ртуть используется в качестве катода в одном способе производства хлора и гидроксида натрия). Некоторые электролизеры работают под давлением, например, вода диссоциирует при давлениях до 4 меганьютон / м ² (40 килограмм-сила / см ² ).В настоящее время ведется разработка электролизеров, работающих при более высоких давлениях. При выборе материалов для изготовления электролизеров учитываются коррозионная активность электролита и продуктов электролиза, температура и другие факторы. Используются сталь, в том числе сталь с различными защитными покрытиями, пластмассы, стекло, стекловолокно, керамика. Большие современные электролизеры работают при больших нагрузках: униполярные электролизеры до 400–500 килоампер и биполярные электролизеры до 1600 килоампер.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Электролизер

— кислород не включен Wiki

Эта статья не редактировалась для текущей версии ( U35-479045 ). Последнее обновление: LU-356355 . Он может содержать неточности.

Эта статья не редактировалась для текущей версии ( U35-479045 ).Последнее обновление: LU-356355 . Он может содержать неточности. Эта статья не редактировалась для текущей версии ( U35-479045 ). Последнее обновление: LU-356355 . Он может содержать неточности.

Электролизер

Преобразует воду в кислород и водород.
Переходит в режим ожидания, когда зона достигает максимального давления.

Вода идет в один конец, кислород, поддерживающий жизнь, выходит из другого.

Декор

-10 (Радиус: 2 клетки)

Трубопровод

Вход: водозаборная труба

Электролизер — это машина, которая использует электричество для разделения воды на составляющие кислород и водород.

Оба выхода имеют минимальную температуру 70 ° C (или выше, если входы были более горячими).

Использование []

Электролизеры

требуют большего планирования, чем другие источники кислорода, поскольку они не только требуют, чтобы вода постоянно подавалась через систему труб и насосов, но также необходимо учитывать водород и обращаться с ним соответствующим образом.Другой аспект — температура создаваемого кислорода. Электролизер имеет минимальную температуру на выходе 70 ° C, поэтому рекомендуется иметь некоторую форму охлаждения кислорода перед его использованием в ядре колонии. В качестве альтернативы имейте некоторое охлаждение самой колонии или в самой колонии, чтобы бороться с дополнительным жаром.

Как и его двоюродный брат, диффузор кислорода, электролизер автоматически останавливается, когда четыре занимаемых им блока достигают установленного разработчиком максимального предела давления.

Электролизеры могут использоваться для удовлетворения потребностей колонии в кислороде до тех пор, пока есть источник воды.Произведенный водород поднимется на верхнюю часть комнаты, откуда его можно будет откачать с помощью газового насоса. В качестве альтернативы электролиз можно проводить в небольшом воздухонепроницаемом помещении, и можно использовать газовые насосы для уноса кислорода и водорода до того, как в помещении будет достигнуто предельное давление. Затем водород можно отделить от кислорода с помощью газового фильтра и направить в генератор водорода для сжигания, производя при этом небольшое количество энергии. Затем кислород может быть распределен внутри колонии через газоотводные отверстия.Вместо одного вентиляционного отверстия можно использовать систему вентиляции, чтобы гарантировать, что всегда есть место для выхода кислорода, поскольку отдельное вентиляционное отверстие перестанет выпускать кислород, как только блок, который он занимает, достигнет предельного давления для этого вентиляционного отверстия. Гейзер можно использовать для обеспечения неограниченного количества воды для подачи кислорода на основе электролизера.

Тепловая экономия []

Рассмотрите как можно меньше охлаждающей воды или даже сбросьте в нее немного тепла перед подачей в электролизеры.Входящий килограмм воды более плотный по теплу, чем выходной килограмм газов, что удобно, так как облегчает последующее охлаждение газов.

Но становится лучше — при 0 ° C в качестве «базовой» температуры 1 кг смеси кислорода и водорода при 70 ° C переносит столько же тепла, сколько 1 кг воды при 19,45 ° C, что означает, что при 19,75 ° C на входе электролизер начинает выделять тепло и становится отрицательным в чистом виде. Он будет разрушать 4,179 кДТЕ (1 кг * удельная теплоемкость воды) на каждый градус выше этого, пока не достигнет 70 ° C, когда на выходе также начнется повышение температуры, а эффективность упадет примерно до 3 кДТЕ / градус.С водой, близкой к температуре 96 ° C, он будет складывать до 288 кДТЕ / с в абсолютных числах, что сопоставимо с 3,6 AETN.

Обратите внимание, что электролизер не будет обрабатывать воду и выпускать пар в окружающую среду, если заборник слишком горячий.

Как следствие, при подаче воды с температурой ниже 19,8 ° C будет выделено тепла.

Тем не менее, выходная температура 70 ° C наверняка пригодится для любой фермы, полагающейся на поддержание температуры 30 ° C или ниже, без какой-либо дополнительной передачи / удаления тепла.На каждый грамм кислорода выводится масса электролизера с теплоемкостью 1,308 (DTU / г) / ° C. Учитывая, что дубликант потребляет 100 г / с кислорода, для охлаждения выхода электролизера требуется 130,8 (DTU / ° C) / s на дубликат, или для разницы в 40 ° C — 5,2 кДТЕ / с. Это немного больше тепла, чем удаляет удобренный хворостник в кислородной среде.

Советы []

• Электролизер — это способ производства кислорода без водорослей, и его следует изучить, прежде чем у вас закончатся водоросли.
• Заполнение электролизера чем-либо, кроме воды, приведет к его повреждению. Это ограничение распространяется на загрязненную воду.
• Электролизер имеет внутренний резерв 10 кг, которого в идеальных условиях хватает на 10 секунд.
• Электролизер не удаляет микробы пищевого отравления или слизи из воды, а выводит микробы с кислородом. Оба микроба постепенно вымрут в кислороде.
• Использование вентиляционных отверстий для газа под высоким давлением будет более эффективно распространять кислород в основании (однако слишком высокое давление вызовет лопание барабанных перепонок, что создает напряжение, чтобы избежать этого, используйте автоматику для перекрытия вентиляционного отверстия при достаточно высоком давлении).
• Электролизер лучше всего комбинировать с антиэнтропийным термо-нейтрализатором для охлаждения его выходной мощности при очень небольших затратах на водород. Кроме того, он может предотвратить слишком сильный нагрев электролизера, если он установлен достаточно близко.

Ошибки []

Размещение электролизера с двумя газовыми насосами слева и справа в герметичном помещении 6×2 приведет к исчезновению значительного количества водорода, эффективно производя только 75 г / с водорода (примерно 66% от того, что должно быть).Обходной путь — сделать комнату высотой в 3 плитки (с насосами и электролизером, размещенными на земле).

См. Также []

Как ее решение могло способствовать энергетическому переходу

Одна из установок электролизера ТУ / э, работающего при низком давлении. Предоставлено: Барт ван Овербик.

Они существуют уже сто лет, но до сих пор мы почти не разбираемся в электролизерах. Примечательно, что эти устройства могут использоваться для производства зеленого водорода, поэтому они играют важную роль в энергетическом переходе.Этого более чем достаточно, чтобы раскрыть секреты электролизера и разработать такой, который будет эффективным, доступным и модульным, чтобы его можно было использовать в больших масштабах. TU / e делает именно это в рамках так называемого консорциума Dutch Electrolyzer вместе с партнерами и компаниями. Ответив на шесть вопросов, мы познакомимся с загадкой анодов, пузырьков и электролитов.

1.Что можно делать с электролизером?

Скорее всего, вы уже сами построили электролизер, не осознавая этого. Это типичный эксперимент в средней школе, в котором вы помещаете два контакта, соединенных с батареей, в стакан с водой. Затем, как вы помните, на обоих концах штифтов образовались маленькие пузырьки газа.

Эти газовые пузыри, а именно водород и кислород, являются продуктами процесса электролиза, в котором электричество используется для расщепления молекул воды.По сути, электролизер делает именно это в гораздо большем масштабе, где этот процесс можно использовать для производства резервуаров, заполненных водородом.

Производство водорода — вот в чем суть. По мнению многих, водород может изменить правила игры при переходе на CO ₂ -нейтральный источник энергии. Его можно использовать по-разному.

Прежде всего, как энергоноситель, водород является привлекательным газом для крупномасштабного и длительного хранения электроэнергии, произведенной с помощью солнечных и ветряных технологий (и все это, конечно, благодаря электролизу).Хранение электричества в водороде может помочь справиться с потенциальными колебаниями спроса и предложения на электроэнергию. Кроме того, существующая газовая сеть может использоваться для транспортировки водорода. Водород также можно использовать в топливных элементах для выработки электроэнергии, например, в транспортных средствах.

Наконец, водород является ключевым строительным блоком в производстве химикатов вместе с CO, который получают электролизом CO ₂ . В ряде процессов химического производства водород может способствовать альтернативным методам без CO ₂ , включая методы, которые в настоящее время выделяют много CO ₂ , такие как производство стали или удобрений.

Используя водород, полученный из возобновляемых источников энергии, химическая промышленность, которая традиционно ассоциируется с загрязнением и отходами, может стать значительно более «зеленой».

И какой один из самых экологически чистых способов производства водорода? Да, как вы уже догадались — с помощью электролизера.

2. В чем проблема современных электролизеров?

Электролизеры существуют уже более ста лет, и по сути они все еще выглядят так же. Или, как выразился исследователь TU / e Thijs de Groot: «Прекрасная технология, но это похоже на то, что мы все еще ездим на Ford Model T 1900-х годов.«

Де Гроот, которого коллеги из TU / e в шутку называют «господином электролизером», всю свою жизнь работал над электролизом, как в промышленности, так и в академических исследованиях. Он по-прежнему совмещает свою работу в университете с должностью в отрасли в компании Nobian, крупнейшего игрока в области промышленного электролиза в Нидерландах.

«Относительно небольшие исследования и разработки» были выполнены в отношении наиболее часто используемого электролизера, так называемого щелочного электролизера, который, по словам Де Гроота, применялся в больших масштабах с 1930 года.«Это все еще довольно тяжелые и дорогие устройства, которые не производят столько водорода».

Итак, чтобы сыграть значительную роль в энергетическом переходе, электролизеры нуждаются в срочном обновлении. «Чтобы увеличить производство водорода с помощью электролизеров, они должны стать дешевле, эффективнее и гибче», — говорит Де Гроот.

Основной принцип электролизера. Подавая напряжение на электроды (катод и анод), отрицательные ионы в растворе электролита перемещаются к катоду, а положительные ионы перемещаются к аноду.На катоде происходит химическая реакция, в результате которой образуется водород, а на аноде — кислород. Предоставлено: Технологический университет Эйндховена.

Это основная цель голландского консорциума электролизеров, созданного благодаря гранту провинции Северный Брабант, при сотрудничестве энергетического института EIRES TU / e с DIFFER (Голландский институт фундаментальных энергетических исследований) и VDL Group.

За счет совершенствования технологии электролиза, с одной стороны, и в то же время понимания того, как он может вписаться в рынок, с другой стороны, различные стороны хотят достичь производства электролизера нового типа, который позволит вам: производят водород как в малых, так и в больших масштабах.

«Крупномасштабное решение всегда будет состоять из нескольких идентичных единиц», — говорит Мариус Понтен, директор по корпоративным инновациям VDL. Поэтому важный вопрос заключается в том, какой модуль является оптимальным для масштабирования. Понтен: «Чтобы быть более конкретным, дешевле ли построить гигаваттную станцию ​​из блоков мощностью 500 киловатт или из блоков мощностью 20 мегаватт?»

Как создать идеальный электролизер?

Ну, это не так-то просто. Несмотря на то, что они существуют уже более ста лет, мы до сих пор не совсем понимаем электролизеры.«Если вы посмотрите на свойства различных компонентов, вы ожидаете гораздо более высокой производительности, чем имеет место сейчас», — говорит Де Гроот. «И у нас нет четкой причины, почему это так разочаровывает».

Так как же решить эту загадку? Подход TU / e — вернуться к основам. На территории кампуса можно найти электролизеры нескольких размеров и типов. Раскрыть и научиться понимать все аспекты электролизера — каждый «кусочек головоломки» — в деталях. «Например, с помощью 3D-печатных электролизеров мы пробуем разные формы», — говорит Де Гроот.«Что происходит потом? И мы это понимаем?»

Особенностью проекта «Голландский электролизер» является то, что он является междисциплинарным: от физики до машиностроения и от электротехники до химии. Здесь собраны уникальные области знаний, в которых TU / e лидирует, такие как производство масштабируемых электрохимических реакторов, синтез тонких пленок для очень точного контроля свойств материалов и знания в области электрокатализа и электродной техники.

Де Гроот: «Мы постепенно получаем более четкое представление о головоломке».

4. Могут ли пузыри повлиять на эффективность?

Пузыри? В самом деле, возможно, по иронии судьбы, образующиеся пузырьки газа сами по себе вызывают подозрение, когда дело доходит до неутешительной выходной мощности электролизеров.

«Известно, что если в электролите есть пузырьки, то ток не может пройти через него так же легко», — говорит исследователь Берт Фреман, который работает в Nobian и TU / e в группе Power & Flow Нильса Дина. Кафедра машиностроения.Он не исключает возможности значительного увеличения эффективности или емкости (плотности тока) с некоторыми незначительными улучшениями.

Но как отправить эти пузыри в другое место? По словам Времана, существует несколько возможностей. «Очевидный способ — перекачивать раствор электролита быстрее, но вы также можете подумать о другой геометрии реактора, другой форме электродов, другом материале, из которого пузырьки высвобождаются быстрее. Но неясно, насколько эти вещи иметь значение.«

Что значительно усложняет ситуацию, так это то, что вы так мало можете увидеть процесс образования пузырей в работающем электролизере. «Все белое, как дикая река. Так что съемка этого не дает много информации. Вот почему Времан, Дин и его коллеги сейчас в первую очередь рассматривают упрощенные ситуации, для которых они проводят детальное компьютерное моделирование.

Таким образом, они могут изучить, как растет один электролитический пузырь, и из этого уже можно многому научиться. «Вы должны иметь дело с двухфазным потоком (жидкость и газ), поверхностным натяжением, электрохимической реакцией, градиентами концентрации, переносом тепла и электрическим током вокруг пузыря», — отмечает Времан.«Все те мини-процессы, которые мы хотим понять».

Графическое представление электролиза AEM как комбинации преимуществ щелочного и PEM электролиза. Предоставлено: Технологический университет Эйндховена.

5. Можно что-нибудь с электродами?

Электроды также являются очевидным кандидатом для более внимательного изучения. Часто для изготовления электродов используются дефицитные драгоценные металлы и соединения, такие как оксид платины и иридия.Иридий — один из самых редких материалов на Земле, что, естественно, значительно увеличивает стоимость электролизера.

Вот почему команды Адрианы Креаторе (отдел прикладной физики) и Марты Коста Фигейредо (отдел химической инженерии и химии) ищут альтернативы. «Мы ищем более доступные и экономичные материалы без ущерба для эффективности и долгосрочной стабильности», — объясняет Creatore. С этой целью они также тесно сотрудничают с группой Михалиса Цампаса в DIFFER.

В частности, они сосредотачиваются на реакции на аноде, во время которой образуется кислород, процесс, известный в технических терминах как реакция восстановления кислорода (OER). Creatore: «Эта реакция начинается очень медленно, и необходимый электрокатализатор требует долговременной стабильности работы, должен быть изготовлен из материалов с большим содержанием земли и иметь низкую стоимость для производства в больших масштабах».

Команда Creatore в настоящее время применяет осаждение атомных слоев (ALD) для достижения контроля над составом электрокатализаторов вплоть до размеров атомов.В настоящее время они исследуют соединения на основе таких элементов, как кобальт и фосфор или никель.

«В настоящее время мы сравниваем эти катализаторы с используемыми электрокатализаторами, используя фундаментальные и четко определенные установки и условия», — говорит Коста Фигейредо. «Наш план состоит в том, чтобы использовать несколько спектроскопических методов для изучения механизма реакции и изменений на электроде из-за операции электролиза».

6. Что делает голландский проект электролизера таким особенным?

Спросите участников, и вы получите один и тот же ответ от всех: сочетание вовлеченных сторон и опыта, как в области фундаментальных исследований, так и в области промышленной практики, создает идеальную основу для разработки и коммерциализации электролизеров.

Стоит отметить, что есть и другие лошади, на которые можно сделать ставку, помимо самого известного варианта щелочного электролизера, на который в первую очередь ориентирован TU / e. В последние годы появились другие многообещающие технологии электролизеров. Этим занимаются Михалис Цампас и его исследовательская группа в энергетическом институте DIFFER.

К ним относятся, например, использование полимерных или керамических ионопроводящих мембран вместо жидкого электролита в так называемом мембранном электролизе с полимерным электролитом (PEM).«Это дает значительное преимущество в виде небольшого расстояния между электродами по сравнению с обычным щелочным электролизом», — говорит Цампас.

«Это может привести к снижению сопротивления и более быстрой реакции системы». Еще одним шагом вперед является так называемый электролизер AEM, новая технология, которая является многообещающей, поскольку сочетает в себе преимущества PEM и щелочного электролиза (см. Изображение).

С другой стороны, твердый оксидный электролиз включает работу при высоких температурах, а керамические оксиды металлов выполняют роль электролита.«Благодаря своему температурному диапазону такие реакторы предлагают уникальные возможности не только для электролиза воды, но и для производства экологически чистых химикатов и топлива», — говорит Цампас.

Тот факт, что существует прямая связь между исследованиями и промышленностью, означает, что потенциальные усовершенствования электролизеров быстрее найдут свое отражение в конечных продуктах. Понтен из VDL: «Первоначально основное внимание уделяется« быстрой победе »и совершенствованию уже отработанных методов, а в более долгосрочной перспективе мы оцениваем альтернативные, более инновационные процессы для дальнейшего развития.«

При наличии всех необходимых знаний и опыта, технологическая дорожная карта для электролизера находится в пределах досягаемости. И это не может произойти достаточно быстро. Ожидается, что к 2030 году европейский спрос на водород в 20 раз превысит текущие мировые производственные мощности.

---

Команда разрабатывает сепаратор, уменьшающий переход газа в водный электролизер.

---

Предоставлено Эйндховенский технологический университет

Ссылка : Загадка электролизера: как ее решить может обеспечить энергетический переход (2021, 16 сентября) получено 27 октября 2021 г. из https: // techxplore.ru / news / 2021-09-electrolyzer-enigma-enable-energy-transition.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

блоков специальных электролизеров

Опыт Giner в области электролиза PEM основан на новаторской работе многих первоначальных разработчиков технологии для космической программы Gemini.

На протяжении 30 лет ученые и инженеры, такие как Тони ЛаКонти и Боб Милгейт-младший, продвинули электролиз PEM в Гинере, и эта работа продолжается — и набирает обороты.

Giner разработал уникальный портфель знаний: расширяя технические границы для достижения результатов в самых сложных условиях.

Кислород высокого давления (O2) для жизнеобеспечения подводных лодок …

Технология протонообменной мембраны (PEM)

в настоящее время предпочтительна для этой наиболее ответственной области применения из-за ее продемонстрированной долговечности (срок службы более 30 000 часов), компактности, чистоты и надежности.

В наших последних электролизерах для ВМФ используется передовая технология для поддержки высоких дифференциальных давлений, которые позволяют генерировать и в конечном итоге удалять побочный водород при повышенном давлении, при этом обеспечивая кислород для дыхания непосредственно экипажу по запросу.

Запатентованная конструкция мембран обеспечивает чрезвычайно высокий уровень чистоты газообразного продукта, превышающего 99,999% кислорода. Наши элементы PEM также работают при гораздо более высоких плотностях тока, чем блоки щелочного электролизера, которые они заменили.Это позволило уменьшить размер системы производства кислорода более чем на 60%, высвободив ценное пространство.

Мы признаны лидером в области эксплуатации электролизеров высокого давления. Производство одного или обоих газов под высоким давлением устраняет необходимость в газовых компрессорах, которые могут быть громоздкими, хлопотными, дорогостоящими, грязными и шумными. Вместе с нашим партнером, корпорацией Treadwell, мы поставляем электролизеры для подводных лодок класса Seawolf и Ohio.

… и в космосе

Для аэрокосмических приложений снова жизненно важно, чтобы электролизер работал при значительном давлении, чтобы газообразные жидкости могли храниться в разумных объемах с минимальной массой.Гинер работал с организациями частного и государственного секторов над проектированием, изготовлением и эксплуатацией сверхлегких электролизеров высокого давления, способных производить потоки газа высокой чистоты при давлении от 0 до 80 бар, и в настоящее время мы разрабатываем конструкции для работы при 140 бар для НАСА.