OSEC B1-200 (от 71 до 113 кг экв. хлора в сутки)

Внимание! Выпускаемая в настоящее время линейка системы OSEC B1-200 имеет ограничения. Более подробная информация по запросу.
Запасные части поставляются

Наиболее близкие по производительности установки по производству низкоконцентрированного гипохлорита натрия —

OSEC B-Pak (от 30 до 120 кг экв. хлора в сутки) Технические характеристики можно посмотреть пройдя по ссылке  
OSEC B-PLUS (от 60 до 960 кг экв. хлора в сутки). Технические характеристики можно посмотреть пройдя по ссылке 

Рекламный проспект установки OSEC B1-200 — TI.85.030.GE (скачать) 

Система OSEC имет Разрешение на применение Ростехнадзора, сертификат соответствия Госстандарта и санитарно-эпидемиологическое заключение Роспотребнадзора.

Система OSEC В1-200 производства компании «Evoqua Water Technologies» обеспечивает непрерывное производство раствора гипохлорита натрия из соли, воды и электричества. Таким образом, исключаются зависимость от коммерческих поставщиков хлора, потенциальная угроза при обращении с жидким и газообразным хлором, проблемы с транспортировкой и перегрузкой порошкообразного гипохлорита, в частности, в отдаленных или жилых районах. Кроме того, применение этих систем снизит эксплуатационные затраты и уменьшит уровни побочных продуктов хлорирования. Процесс полностью автоматизирован и не требует присутствия персонала.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• Основные компоненты системы имеют готовую обвязку и установлены на общей базе
• Панель управления на базе программируемого логического контроллера
• Энергетически эффективный электролизер
• Экономичная, надежная работа, требующая минимального обслуживания
• Понижение концентрации и удаление газообразного водорода
• Панель управления контролирует процесс безопасного производства гипохлорита натрия
• Долговечные аноды имеют 5-летнюю гарантию
• Трансформатор/выпрямитель обеспечивает подачу низкого напряжения/высокого постоянного тока для процесса электролиза.

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ:

• Умягчитель воды
Подпиточная вода, которая используется в соляном сатураторе, и вода для разбавления рассола должны иметь жесткость менее 17 мг/л по CaCO3, в противном случае не гарантируются номинальная производительность и безремонтная эксплуатация. Для воды с жесткостью выше 17 мг/л по CaCO3 требуется умягчитель воды. Обычно это установка умягчения непрерывного действия в виде двойного цилиндра с ионообменной смолой. Установка работает в режиме работа/резерв.

• Соляной сатуратор
Соляной сатуратор обеспечивает приготовление раствора соли для подачи в электролизер. Приготовление рассола осуществляется при прохождении подпиточной воды через соляную загрузку, в результате чего образуется 32% соляной раствор, который затем подается насосами- дозаторами в электролизер. Типовая производительность сатуратора рассчитана на 30 и более дней для обеспечения достаточного количества соли для непрерывной работы и экономичности рабочих циклов, что составляет 8-14 тонн для минимального периода 30 дней.

• Насосы соляного раствора

• Трансформатор/выпрямитель
Переменный выходной сигнал, регулируемый встроенным силиконовым тиристорным регулятором с принудительным воздушным охлаждением.
Корпус: IP21- стальной корпус с покрытием из эпоксидной эмали, нанесенной обжигом в печи.
Напряжение на входе: 380В/440В, 3 фазы, 50/60 Гц, 4-x жильный.

• Электролизер
Система OSEC В1-200 компании “Evoqua Water Technologies” состоит из цельного 200 мм трубчатого корпуса из ПВХ. В корпусе находится шасси из титана, к которому прикреплены аноды и катоды таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность простого проточного процесса.
Аноды типа DSA изготовлены из титановой основы с покрытием из драгоценных металлов. Катоды изготовлены из специального сплава Хастеллой С (Hastelloy C) c прокладками Kynar, которые обеспечивают очень важное неизменное расстояние от анода. Каждый электролизер включает четырех последовательно соединенных камер, с достаточным количеством анодов и катодов для производства требуемого количества хлора.
Внутренняя конструкция электролизеров и вертикальное расположение анодов и катодов обеспечивают быстрое удаление газообразного водорода от анода для максимальной эффективности процесса. Перегородки эффективно предупреждают перемешивание между элементами, снижая параллельные электрохимические реакции, что, в сочетании с эффективной системой удаления газообразного водорода из зоны электролиза, дает экономию электроэнергии и соли.
Аноды, которые используются в электролизере, имеют гарантию 5 лет после установки и пуска в эксплуатацию, в случае если нет специальных оговорок в коммерческом предложении. 

• Резервуары для хранения продукта (гипохлорита натрия)
Типовая емкость обеспечивает запас на 24 часа непрерывной работы, хотя можно увеличить или уменьшить емкость в зависимости от наличия места и местных требований. Типовые емкости от 10 000 до 16 000 литров.
Детали см. TI.85000.6.GE & TI.85.000.7.GE.
Датчики уровня в резервуаре обеспечивают управление пуском/остановкой процесса ОSEC для поддержания непрерывной подачи гипохлорита. Воздуходувки, установленные на баке или вблизи бака, понижают концентрацию водорода до величины ниже точки воспламеняемости и через систему принудительной вентиляции выводят в атмосферу.

• Панель управления
Процесс В1-150 ОСЕК автоматизирован и управляется с центральной панели управления на базе программируемого логического контроллера (ПЛК). Имеются панели с мембранными клавишами или сенсорным дисплеем.
ПЛК: Входное напряжение: 230 В переменного тока, 1 фаза, 50 Гц (имеется в наличии версия на 110 В)
Напряжение и реле управления:
24 В пост.тока, 5 ампер

• Воздуходувки резервуаров для хранения продукта (гипохлорита натрия)

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: От 71 до 113 кг/сутки хлорного эквивалента

КОРПУС: одинарный корпус, ПВХ, диаметр 200 мм

АНОДЫ: Титановая основа с покрытием из драг. металлов

КАТОДЫ: Хастеллой С

ПРОКЛАДКИ: Кинар

ШАССИ: Титан

РАСХОДОМЕР ВОДЫ ДЛЯ РАЗБАВЛЕНИЯ: Пластиковый расходомер со сменной шкалой с аварийной сигнализацией от переключающего устройства

РАСХОДОМЕР ДЛЯ РАССОЛА: Пластиковый расходомер со сменной шкалой с аварийной сигнализацией от переключающего устройства

ТРЕБОВАНИЯ К СОЛИ: Соль должна быть высокого качества, желательно пищевая. Расход соли приблизительно 3,5-3,9 кг/кг Cl2

ТРЕБОВАНИЯ К ПОДВОДИМОЙ ВОДЕ: Жесткость не должна превышать 17 мг/л по CaCO3

ДАВЛЕНИЕ ВОДЫ:
Минимум 2 бара
Максимум 5 бар
(Потери давления в умягчителе и теплообменнике следует добавлять к минимально требуемому давлению

ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ:
минимум 6,5ºС
максимум 25ºС

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ: Панель управления 110/230 В перем.тока, 50 Гц, 1 фазн.

ТРАНСФОРМАТОР / ВЫПРЯМИТЕЛЬ: 460 В перем.тока, 50/60 Гц, 3 фазн.

ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬ: 5,4-6 кВт.ч перем.тока на кг Cl2 в сутки

КОНЦЕНТРАЦИЯ ГИПОХЛОРИТА: 0,7-0,9% по весу

ТРУБНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ: Впуск воды – 1 дюйм, подача рассола – ½ дюйма, выпуск продукта (гипохлорита натрия) – 2 дюйма

НАСОС ДЛЯ РАССОЛА: Encore®100

ТЕПЛООБМЕННИК: Встроенный 

АВАРИЙНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ: Датчики высокой и низкой температур, низкого уровня электролита, низкого расхода воды для разбавления, низкого расхода рассола (сертификация на безопасность BASEFFA) 

ОБЩИЕ РАЗМЕРЫ: Основа: глубина 700 мм, ширина: 800 мм (660 х 700 отверстия)

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: Датчик водорода

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ К НАСОСУ: см. брошюру TI.85.000.13.GE
 

Данное оборудование применяется у:

404 — Страница не найдена

404 — Страница не найдена — ProMinent

ProMinent использует куки, чтобы представить вам сайт оптимальным образом. Путем дальнейшего использования сайта вы соглашаетесь с использованием куки .

Предложения поиска

Вы искали одну из этих тем?

p14 ru_RU www.prominent.ru RU ru RU ru [«RU» ] https://www.prominent.ru/ru/Search-Engine/Searchresults.html Имя Фамилия — Выбор области действия — — Выбор языка — Файл для скачивания Документы о ProMinent Здесь вы найдете интересные документы, касающиеся компании ProMinent: Файл для скачивания Отправить К сожалению, поиск не дал результатов. Проверьте, все ли слова написаны правильно, или попытайтесь изменить критерии поиска. Участник семинара — Выбор продукта -DULCOnneX GatewayАвтоматическая система аварийного отключения для газообразного хлора DULCO®VaqАвтоматический дозатор газообразного хлора DULCO®VaqБочечный насос DULCO®TransВакуумный переключатель для газообразного хлора DULCO®VaqВакуумный регулятор для газообразного хлора DULCO®VaqГидравлический мембранный насос-дозатор Evolution mikroГидравлический мембранный насос-дозатор Hydro/ 2 API 675Гидравлический мембранный насос-дозатор Hydro/ 2Гидравлический мембранный насос-дозатор Hydro/ 3 API 675Гидравлический мембранный насос-дозатор Hydro/ 3Гидравлический мембранный насос-дозатор Hydro/ 4 API 675Гидравлический мембранный насос-дозатор Hydro/ 4Гидравлический мембранный насос-дозатор Makro/ 5Гидравлический мембранный насос-дозатор Orlita® EvolutionГидравлический мембранный насос-дозатор Orlita® MFГидравлический мембранный насос-дозатор Orlita® MHГидравлический мембранный насос-дозатор высокого давления с металлической мембраной Orlita® MHHPГравитационные фильтрыДатчики pH DULCOTEST®Датчики брома DULCOTEST®Датчики диоксида хлора DULCOTEST®Датчики надуксусной кислоты DULCOTEST®Датчики общего хлора DULCOTEST®Датчики общего хлора DULCOTEST®Датчики ОВП DULCOTEST®Датчики озона DULCOTEST®Датчики перекиси водорода DULCOTEST®Датчики проводимости DULCOTEST®Датчики растворенного кислорода DULCOTEST®Датчики свободного хлора DULCOTEST®Датчики температуры DULCOTEST®Датчики фтора DULCOTEST®Датчики хлорита DULCOTEST®Дозатор Promatik®Дозировочная ёмкостьДозирующая станция для работы с еврокубами DULCODOS® SAFE-IBCДозирующая установка Ultromat® ULIa (магистральная установка для жидкостей)Ёмкость для храненияИзмерительно-управляющий прибор DULCOMETER® diaLog DACbИнжектор для газообразного хлора DULCO®VaqИспаритель для газообразного хлора DULCO®VaqКонтроллер SlimFLEX 5aМагнитный мембранный насос-дозатор Beta®Магнитный мембранный насос-дозатор gamma/ XМанометрический переключатель для газообразного хлора DULCO®VaqМембранный насос-дозатор Makro TZМембранный насос-дозатор Makro/ 5Мембранный насос-дозатор ProMinent EXtronic®Мембранный насос-дозатор с моторным приводом alphaМембранный насос-дозатор с моторным приводом Sigma X контрольного типа – Sigma/ 2 — S2CbМембранный насос-дозатор с моторным приводом Sigma X контрольного типа – Sigma/ 3 — S3CbМембранный насос-дозатор с моторным приводом Sigma X тип системы управления – Sigma/ 1 — S1CbМембранный насос-дозатор с моторным приводом Sigma/ 1 (базовый тип)Мембранный насос-дозатор с моторным приводом Sigma/ 2 (базовый тип)Мембранный насос-дозатор с моторным приводом Sigma/ 3 (базовый тип)Мембранный насос-дозатор с моторным приводом Vario CМодульная система дозирования DULCODOS® (DSKa)Моторный регулирующий клапан для газообразного хлора DULCO®VaqМультишнековый питатель TOMAL®Нанофильтрирующая установка Dulcosmose® NFНейтрализатор для газообразного хлора DULCO®VaqПереносной измерительный прибор Portamess®, измеряемая величина – pH/ОВППереносной измерительный прибор Portamess®, измеряемая величина – проводимостьПерильстатический дозирующий насос DULCO flex Control — DFXaПерильстатический дозирующий насос DULCO flex Control — DFYaПневматический мембранный насос DuodosПоршневой насос-дозатор Makro TZПоршневой насос-дозатор Makro/ 5Поршневой насос-дозатор MetaПоршневой насос-дозатор Orlita® DRПоршневой насос-дозатор Orlita® EvolutionПоршневой насос-дозатор Orlita® PSПоршневой насос-дозатор Sigma/ 2 (базовый тип)Поршневой насос-дозатор Sigma/ 2 (контрольного типа)Преобразователь измеряемой величины DULCOMETER® DMTaРасходомер DulcoFlow®Роторно-поршневой насос ROTADOSСистема дозирования DULCODOS® eco (DSBa)Система дозирования DULCODOS® panel (DSWb)Система дозирования DULCODOS® Pool BasicСистема дозирования DULCODOS® Pool ComfortСистема дозирования DULCODOS® Pool ProfessionalСистема дозирования DULCODOS® Pool SoftСистема дозирования DULCODOS® universal miniСистема дозирования DULCODOS® universalСистема дозирования POLYMOREСистема дозирования PolyRexСистема дозирования Ultromat® MT для серийного производстваСистема дозирования Ultromat® ULDa (двухъярусная установка)Система дозирования Ultromat® ULFa проточная установкаСистема дозирования Ultromat® ULPa (двухкамерная система дозирования)Система дозирования газообразного хлора DULCO®VaqСистема дозирования жидкого аммиака DULCODOS®Система измерения и регулирования DULCODOS® для охлаждающей водыСистема измерения и регулирования DULCOMARIN® 3Система измерения и регулирования DULCOTROL® для сточных водСистемное решение OZONFILT® Compact OMVbСоленоидный мембранный насос-дозатор gamma/ ХLСтанция измерения и регулировки DULCOTROL® для питьевой воды/производства продуктов питания и напитковСтанция опорожнения биг-бэгов TOMAL®Технологический гидравлический мембранный насос-дозатор Orlita® Evolution API 674Точка замера помутнения DULCOTEST® DULCO® turb CУстановка для дезинфекции с помощью ультрафиолетового облучения Dulcodes MPУстановка для обратного осмоса Dulcosmose® BWУстановка для обратного осмоса Dulcosmose® SWУстановка для обратного осмоса Dulcosmose® TWУстановка для получения диоксида хлора Bello Zon® CDEbУстановка для получения диоксида хлора Bello Zon® CDKdУстановка для получения диоксида хлора Bello Zon® CDLb H

2SO₄Установка для получения диоксида хлора Bello Zon® CDLb с несколькими точками дозированияУстановка для получения диоксида хлора Bello Zon® CDLbУстановка для получения диоксида хлора Bello Zon® CDVdУстановка для получения озона OZONFILT® OZMaУстановка для получения озона OZONFILT® OZVbУстановка для ультрафильтрации Dulcoclean® UFУстановка для УФ-дезинфекции Dulcodes LP F&BУстановка для УФ-дезинфекции Dulcodes LP с сертификатомУстановка УФ-обеззараживания Dulcodes AУстановка УФ-обеззараживания Dulcodes LP-PE, пластмассаУстановка УФ-обеззараживания Dulcodes LPУстройство измерения и регулирования AEGIS IIУстройство измерения и регулирования DULCOMETER® CompactУстройство измерения и регулирования DULCOMETER® D1Cb/D1CcФотометрЦентробежный насос von Taine®Шланговый перистальтический насос DULCO®flex DF2aШланговый перистальтический насос DULCO®flex DF4aШланговый перистальтический насос DULCO®flex DFBaШланговый перистальтический насос DULCO®flex DFCaШланговый перистальтический насос DULCO®flex DFDaЭксцентриковый шнековый насос SpectraЭлектролизная установка CHLORINSITU IIa 60 – 2 500 г/лЭлектролизная установка CHLORINSITU III CompactЭлектролизная установка CHLORINSITU IIIЭлектролизная установка CHLORINSITU IIа XLЭлектролизная установка CHLORINSITU IV CompactЭлектролизная установка CHLORINSITU V PlusЭлектролизная установка CHLORINSITU VЭлектролизная установка DULCO®Lyse

Аппарат для приготовления живой воды (электролизер)

Прибор для получения живой и мёртвой воды обычно называется активатор или электролизер. Сейчас на рынке существует много различных видов устройств, есть самодельные устройства с использованием пожарного шланга (не используйте такие), некоторые электролизеры официально производятся различными компаниями, например «Акваприбор» в Беларуси (электролизеры АП-1). Электролизер АП-1 имеет очень высокое качество материалов: высококачественный пищевой пластик, уникальные электроды из благородных металлов (очищенный графит), высококачественный керамический стакан, действующий как диафрагма. Все вместе это дает результат, максимальный в плане эффективности полученной воды.

Электролизер — это как правило лёгкий, не сложный в установке, компактный прибор, позволяющий каждому человеку в домашних условиях всего за 20 минут получить примерно полтора литра активированной (живой и мёртвой) воды. Объем полученной воды различается в зависимости от модели прибора. Для приготовления живой и мертвой воды нужно заполнить сосуд прибора водой, включить прибор в сеть и через 20-30 минут перелить активированную воду в различные ёмкости. Электролизеры, имеющиеся в наличии в нашем интернет-магазине, сертифицированы, надежны и потребляют немного электроэнергии. Существуют и самодельные приборы для получения активированной воды, но использовать их не рекомендуется из-за невысокой надежности и сомнительного результата.

Активированная вода достаточно быстро и эффективно лечит множество заболеваний и является отличной альтернативой лекарствам. Помимо лечения, она используется и на фермах, в быту, в саду, для гигиены и дезинфекции помещений, повышения продуктивности скота и птицы, и т.д.

В приборах для получения живой и мёртвой воды (электролизерах) происходит процесс электролиза, необходимый для получения активированной воды. При этом «мертвая» вода становится заряженной положительно, а «живая» приобретает отрицательный электрический потенциал. Соответственно эти типы воды получают название католита и анолита, буквально это означает «положительная» и «отрицательная» вода. По сути активированная вода является слабым электролитом, который эффективно взаимодействуют с жидкостями организма (кровью, межклеточной жидкостью, лимфой, желудочным соком и т.

д.), поскольку имеет схожую с ними структуру.

Многолетняя практика применения активированной воды для лечения заболеваний и в быту подтвердила выводы ученых, которые основывались на том, что положительные и отрицательные заряды воды способствуют поддержанию необходимого энергетического баланса клеток. Активированная вода успешно используется в Германии, США, Японии, Израиле, Австрии, Польше, Индии. Эта вода полезна для внешнего и внутреннего применения. Данный факт в 1988 году подтвердил комитет СССР по фармакологии (РЕШЕНИЕ Мо 211252-791).

Аппарат «Живая вода», он же активатор, электролизер, прибор для получения живой и мёртвой воды — несомненно пригодится в любой семье. Прибор — электролизер станет Вашим помощников в борьбе с заболеваниями, дезинфекцией помещений и обработке продуктов питания. Подробнее о сфере применения электролизеров можно почитать на этой странице.

Статья о применение живой и мертвой воды>>

Очистка и обеззараживание воды электролизом

Очистка воды и стоков методом прямого электролиза

Безреагентный метод обеззараживания технической и питьевой воды с использованием установок прямого электролиза перспективен и заслуживает широкого распространения в различных сферах практической деятельности. Данная технология уже несколько десятилетий с успехом применяется для доочистки стоков промышленных предприятий и обеззараживания воды в системах рециркуляции горячего водоснабжения многоэтажных жилых и коммерческих зданий.

Важнейшее преимущество способа очистки воды электролизом — возможность полностью отказаться от использования стандартных реактивов – окислителей. Хлор и другие, участвующие в процессе очистки, активные вещества, извлекаются непосредственно из обрабатываемой воды.

Единственным расходным материалом установок прямого электролиза воды являются специально сконструированные электроды. Источником энергии служит обычная однофазная электрическая сеть переменного тока.

Принцип действия установок очистки воды электролизом

В процессе электролизного обеззараживания воды микроорганизмы нейтрализуются воздействием гипохлорита натрия, озона, перекиси водорода и других химических элементов и соединений, которые выделяются и образуются на электродах установки при пропускании через жидкость постоянного электрического тока. Источником «сырья» для получения всех перечисленных веществ являются содержащиеся в любой неочищенной воде соли, а также составляющие её водород и кислород.

Концентрацию основного активного компонента процесса – хлора, приходится контролировать приборами и регулировать, изменяя напряжение на электродах. Другие полученные в результате электрохимических реакций окислители не загрязняют воду, так как, выполнив функцию обеззараживания, в течение определенного времени улетучиваются или возвращаются в прежнее состояние.

Преимущества технологии электролизной водоподготовки и обеззараживания сточных вод 

1. Прямая финансовая выгода, в сравнении с методами химической дезинфекции, которые предполагают расходы на покупку реактивов, а также затраты на их транспортировку, хранение и дозирование.
2. Универсальность: электролизеры могут применяться в системах водоснабжения жилых и общественных зданий, в промышленности, в контурах очистки воды бассейнов и дельфинариев, а также для доочистки сточных вод.
3. Возможность оперативной регулировки дезинфицирующего эффекта путем изменения электрических параметров процесса.
4. Полная совместимость с другими технологиями и оборудованием водоочистки.
5.  Автономность: при наличии фотоэлектрического источника питания (солнечной батареи) очистку воды электролизом на постоянной основе можно обеспечить в полевых условиях и удаленной местности.

Технические возможности и преимущества устройств электролизного обеззараживания особенно полно реализуются при использовании в системах рециркуляции горячего водоснабжения и охлаждающих вод промышленного оборудования.

Повышенная температура воды является благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Смонтированные на таких объектах и системах, установки прямого электролиза воды позволяют устранить угрозу органического загрязнения без применения химических реагентов.

Особенности конструкции, монтажа и эксплуатации электролизных установок очистки воды

Все существующие и предлагаемые производителями электролизеры состоят из двух основных узлов: герметичного функционального блока и устройства питания. Местом установки прибора прямого электролиза обычно служит обводная труба напорной магистрали. В связи с этим, неотъемлемым элементом смонтированной и готовой к эксплуатации конструкции является соответствующая трубная обвязка и задвижки — регуляторы байпаса и главного трубопровода. Установка прямого электролиза работает по датчику потока.

Через камеру с электродами (электролизер) проходит не весь поток, поступающий в трубопровод, а только его часть. Соотношение регулируется положением задвижек на байпасе и основной магистрали. При производстве пусконаладочных работ выставляется объемный расход обводного потока, соответствующий паспортным данным электролизера. На выходе в магистраль обогащенная активным хлором и окислителями вода смешивается и очищает весь объем исходящего потока. Для нормальной работы установки прямого электролиза, очищаемая жидкость должна иметь жесткость до 7мг*экв/л, и солесодержание не меньше 40мг/л. Для предотвращения образования отложений на электродах, блок управления и автоматики периодически меняет их полярность. Установки прямого электролиза менее требовательны к качеству исходной воды, нежели установки УФ-обеззараживания.

Плановый ресурс работы современных титановых электродов, покрытых оксидами благородных металлов, составляет от 5000 до 9000 часов (около года). Хотя реальный срок их эксплуатации – не менее 3 лет. Среднее потребление электроэнергии на водоподготовку или обеззараживание сточных вод оценивается в 20 Вт/м3. Установки прямого электролиза для обеззараживания воды применяются на объектах с производительностью (расходом) до 5000 м3/сут. При более высоких объемах, применяют электролизные установки производства гипохлорита натрия из солевого раствора (применяется поваренная соль).

Перспективы использования электролиза для очистки воды и стоков

Технология электрохимического хлорирования, несмотря на ограниченное применение, имеет большое будущее. Одно из направлений её развития – создание установок малой и средней производительности. Электролизеры способны успешно решить проблему обеззараживания и подготовки воды для небольших населенных пунктов, жилых комплексов, гостиниц и бассейнов, применяться в удаленных от густонаселенных районов объектах и на морских судах.

Специалисты ООО «Инженерная компания» готовы предоставить вам любую необходимую информацию и решить вопрос о поставке установки обеззараживания, оптимальной для вашей технической задачи.

Электролиз воды бассейна и электролизеры солевые : Бассейн Онлайн

Электролизеры для обработки воды в бассейне
Выработка дезинфицирующего хлора через солевый электролиз

• От 689 € 

  Обработка воды бассейна солевым электролизом Автоочистка за счёт инверсии полюсов 100% ИЗГОТОВЛЕНО ВО ФРАНЦИИ малогабаритный…

• От 559 € 

  Солевой электролизер Очистка за счёт инверсии полюсов Компактный корпус управления с встроенным оборудованием Простая установка Обработка. ..

• От 719 € 

  НОВАЯ ГАММА 2011 Обработка воды бассейна солевым электролизом Автоочистка за счёт инверсии полюсов Предохранитель, датчик подачи Гарантия…

• Цена 769 €  899 €

  Электролизер функционирует с 2 гр. соли на литр воды. Контроль производства хлора. Самоочищающийся, Инверсия полярности. Для бассейна до 90 м3

• От 869 €  1019 €

  Солевой электролизер для бассейна ZODIAC Работает с 3 гр. соли на литр воды Быстрая и легкая установка Очистка за счёт инверсии полюсов Для. ..

• От 930 € 

  Электролизер самоочищающийся, Инверсия полярности, Работает с солью концентрации 4 г/л.

• От 999 €  1190 €

  Гамма солевых электролизов с технологией режима переключения и с биполярной ячейкой для более высокой производительности. Простая установка для…

• Цена 1002 €  1219 €

  Компактный солевой электролизер Встроенное регулирование PH Простая установка Идеально подходит для небольших технических помещений…

• От 1049 €  1270 €

  Масштабная система обработки воды, Объединение 2-х основных функций для обработки воды автоматическое и эффективное.

• От 1395 €  1640 €

  Функционирует с 2,5 гр/л Самоочистка за счёт инверсии полюсов Сигнал встроенный о низком содержании соли Вилка с заземлением, встроенная в…

• Цена 1590 €  1974 €

  Комбинация из электролиза и регуляции pH Автоматический уход за водой Собранная модель на заводе Быстрая и простая установка

• Цена 109 € 

  Электрод для заземления. Идеален для бассейнов с электролизом. Препятствует порче металлических частей бассейна.

Обработка воды солевым электролизом, :

Принцип функционирования

Устройство выработки хлора через электролиз солёной воды.

Хлор (Cl) и натрий (Na) — одни из основных составляющих соль.
Соль, помещённая в воду бассейна, растворяется. Когда солёная вода проходит через электроды вашего электролизера, ионы Na+, Cl-, OH- и H+, происшедшие от феномена электролиза, смешиваются, чтобы образовать гипохлорит натрия (NaClO), который при контакте с водой (h3O) образует хлорноватистую кислоту (HClO) и натрит.

Эта хлорноватистая кислота — очень мощный окислитель, обладающий многочисленными свойствами :
— окислять и уничтожать бактерии выделяющимся кислородом
— разрушать вирусы
— блокировать ферментативную активность протеинов, содержащихся в водорослях (как для бактерий).

Хлорноватистая кислота и ион гипохлорита образуют так называемый свободный хлор.
Во время электролиза выработка активного хлора требует только кислорода и водорода, т. е. воды (h3O)
Остаточный хлор также как и натрий остаются в воде бассейна, готовые к новому использованию.
Хлорамины разрушаются во время их прохода около электродов и выделяют хлор, который будет использован заново.

Достаточно добавить в воду бассейна небольшое количество соли для того, чтобы выработать через солевый электролиз, сильное дезинфицирующее средство, наполненное активным хлором. Этот окислитель, имеющий способность саморекомбинироваться в соль после своего дезинфицирующего действия. Нет никакого расхода соли.
Вкратце : Солёная вода ; Проход в ячейку и выработка дезинфицирующего средства электролизом ; Дезинфекция бассейна ; Разрушение дезинфицируещего средства под влиянием солнца и купания ; Восстановление соли в воде
Важно: Обработка электролизом повышает уровень pH воды. Сочетание электролизера с дозирующим регулирующим pH насосом позволяет корректировать и регулировать автоматически уровень pH воды вашего бассейна.

Свяжитесь с нами, если Вам необходима более подробная информация.

Фотографии не соответствуют реальным размерам

Обработка и уход за водой бассейна

Запрос запасных деталей

Вы ищите запасную деталь для «Обработка воды солевым электролизом» ?

Нажмите ниже на ОК.
Ваш запрос будет обработан нашим коммерческим отделом в кратчайшие сроки.

«Зеленый» водород: как два литра воды могут обеспечить ваш дом энергией на несколько дней

«Зеленый» водород в будущем может полностью заменить ископаемое топливо. Сотрудники немецкого стартапа считают, что у них есть ключевой элемент для того, чтобы сделать его доступным для всех.

Вайтеа Кован родилась на острове в Тихом океане, испытывающем на себе влияние изменения климата. Она верит в перспективы технологии «зеленого» водорода. Более трех лет назад Вайтеа стала соучредителем компании Enapter.

«Я хотела заменить все дизельные генераторы в Новой Каледонии, а также в других отдаленных районах, которые не должны зависеть от «грязного» дизельного топлива», — говорит Кован.

«Осознав потенциал «зеленого» водорода, который способен заменить ископаемое топливо, мне захотелось стать частью этих перемен».

Электролизеры с ионообменной мембраной (ИОМ) этой немецкой компании используются более в чем 100 проектах в 33 странах. Эта технология позволяет производить водород без эмиссии с помощью энергии из возобновляемых источников.

Разработанный быстрее и дешевле, чем предполагалось, электролизер с ИОM уже заправляет автомобили и самолеты, питает промышленность и обогревает дома.

Водородные генераторы компании Enapter недавно получили премию принца Уильяма Earthshot Prize в номинации «Исправление климата».

Что такое зеленый водород?

Большая часть водорода на планете содержится в воде. «Зеленый» водород извлекают из воды без выбросов в атмосферу (обычно его производят путем сжигания ископаемого топлива). Этот способ производства основан на возобновляемой энергии, которая используется для электролиза, химического процесса, необходимого для разделения атомов водорода и кислорода в воде.

Основными недостатками этого способа считаются низкая эффективность производства водорода и высокая стоимость. Однако компания Enapter утверждает, что ее электролизер с ИОМ решает эти проблемы и обеспечивает быстрый и простой способ получения экологически чистой энергии даже в домашних условиях.

Половина воды, используемой для смыва в туалете, может питать дом в течение нескольких дней

Компания Enapter утверждает, что ее электролизеру необходимо всего около 2,4 литра воды для выработки водорода, достаточного для питания дома, в котором проживает семейная пара, в течение нескольких дней.

Однако точное количество дней зависит от емкости накопителя энергии. Это количество воды равно половине воды, используемой для однократного смыва унитаза (5 литров), и в восемь раз меньше, чем потребление воды посудомоечной машиной (20 литров).

Премия Earthshot поможет Enapter начать массовое производство.

«На площадке, которую мы начали строить шесть недель назад, серийное производство стартует в начале 2023 года», — говорит Вайтеа.

К 2050 году компания Enapter’s надеется производить 10% водорода в мире.

Электролизер — Акватрол

Электролизер — служит для демонстрации загрязнения воды методом сравнения двух образцов, взятых из разных источников. Вы можете, например, сравнить качество воды из крана и бутилированной. В процессе работы электролизер переводит примеси, содержащиеся в воде в нерастворимую форму.

Электролизер — аппарат для электролиза, состоящие из четырех электролитических ячеек и представляет систему сосудов, наполненный электролитом с размещенными в нём электродами — катодом и анодом, соединёнными соответственно с отрицательным и положительным полюсами источника постоянного тока.

Как использовать:
1. Возьмите 2 стакана емкостью 100-150 мл. Первый стакан наполните водой из крана, а второй — водой после фильтра. Установите стаканы на столе.
2. Подключите электролизер в розетку 220 вольт и опустите электроды в оба стакана.
3. Включите питание электролизера и начните тестирование воды.
4. Обычно время испытания составляет 30 секунд.
5. После проведения испытаний выключите питания электролизера и достаньте из воды.

По цвету осадка в воде после электролиза можно сделать выводы о наличии примесей:

Вода                                                           После электролиза

• Зеленый: мышьяк, хлороформ, тетрахлорметан, оксид меди, железо (II)
• Синий: бактерии, вирусы, органический фосфор (удобрения, моющие средства и пестициды), сульфат алюминия
• Красный: одновалентная ртуть, железо
• Белый: свинец, цинк, ртуть, асбест, кальций, магний
• Черный: тяжелые металлы (свинец, цинк, ртуть, медь, хром)
• Желтый: растворенный кислород, растворенный микроэлементы, органические минералы

Предупреждение безопасности:
Не дотрагивайтесь электродов во время включенного питания;
Не опускайте руку в воду для испытания;
Не позволяйте детям играть с электролизером;
Протрите электроды и корпус электролизера чистой салфеткой;
Прибор не может быть использован для тестирования минеральной воды.

Электролизеры воды с закрытыми и открытыми электрохимическими системами

Le Quéré, C. et al. Глобальный углеродный бюджет 2018. Earth Syst. науч. Данные 10 , 2141–2194 (2018).

Google ученый

Трансформация глобальной энергетики: дорожная карта до 2050 года (IRENA, 2019).

Global Energy and CO ₂ Отчет о состоянии (IRENA, 2017).

Цены и стоимость энергии в Европе (Европейская комиссия, 2019 г.).

Винтер, М., Барнетт, Б. и Сюй, К. Перед ионно-литиевыми батареями. Хим. Ред. 118 , 11433–11456 (2018 г.).

КАС Google ученый

Curry, C. Стоимость и рынок литий-ионных аккумуляторов (Bloomberg New Energy Finance, 2017).

Pillot, C. Влияние роста рынка xEV на литий-ионные батареи и поставку сырья в 2019–2030 годах (Avicenne Energy, 2020).

Будущее водорода (IENA, 2019).

Водород: перспектива возобновляемых источников энергии (IRENA, 2019).

van Hulst, N. Будущее чистого водорода уже началось. МЭА https://www.iea.org/newsroom/news/2019/april/the-clean-hydrogen-future-has-already-begun.html (2019 г.).

Гюль, Т., Фернандес Палес, А. и Паоли, Л. Аккумуляторы и водородные технологии: ключи к чистой энергии будущего. МЭА https://www.iea.org/articles/batteries-and-hydrogen-technology-keys-for-a-clean-energy-future (2020).

Nørskov, J.K. et al. Потребности в исследованиях для устойчивого производства топлива и химикатов (ENERGY-X, 2019).

Венингер, Б. М. Х. и Малдер, Ф. М. Возобновляемое распределение водорода и электроэнергии с несколькими хранилищами Ni-Fe электродов. ACS Energy Письмо. 4 , 567–571 (2019).

КАС Google ученый

Бернт, М. и др. Текущие проблемы в разработке катализаторов для электролизеров воды PEM. Хим. Инж. Тех. 90 , 31–39 (2020).

Google ученый

Faustini, M. et al. Иерархически структурированные ультрапористые материалы на основе иридия: новая архитектура катализатора для электролизеров воды с протонообменной мембраной. Доп. Энергия Матер. 9 , 1802136 (2019).

Google ученый

Ву, Т. и др. Облегченная железом генерация динамических активных центров на шпинели CoAl ₂ O ₄ с самопрекращением реконструкции поверхности для окисления воды. Нац. Катал. 2 , 763–772 (2019).

КАС Google ученый

Кинг, Л.А. и др. Катализатор водорода из неблагородных металлов в коммерческом электролизере с мембраной из полимерного электролита. Нац. нанотехнологии. 14 , 1071–1074 (2019).

КАС Google ученый

Seh, Z.W. et al. Сочетание теории и эксперимента в электрокатализе: понимание дизайна материалов. Наука 355 , eaad4998 (2017).

Google ученый

Кибсгаард, Дж.и Чоркендорф, И. Соображения по увеличению масштабов использования катализаторов расщепления воды. Нац. Энергия 4 , 430–433 (2019).

Google ученый

Инаба, М. и др. Сравнительный анализ электрокатализаторов с большой площадью поверхности в газодиффузионном электроде: измерение активности восстановления кислорода в реальных условиях. Энергетика Окружающая среда. науч. 11 , 988–994 (2018).

КАС Google ученый

Вэй, К.и другие. Рекомендуемая практика и эталонная активность для электрокатализа водорода и кислорода в расщеплении воды и топливных элементах. Доп. Матер. 31 , 1806296 (2019).

Google ученый

Сунтивич Дж., Гастайгер Х.А., Ябуучи Н. и Шао-Хорн Ю. Электрокаталитическая методология измерения оксидных катализаторов с использованием тонкопленочного вращающегося дискового электрода. Дж. Электрохим. соц. 157 , B1263–B1268 (2010 г.).

КАС Google ученый

Дебе, М. К. Электрокаталитические подходы и проблемы для автомобильных топливных элементов. Природа 486 , 43–51 (2012).

КАС Google ученый

Бендер Г. и др. Первоначальные подходы к бенчмаркингу и круговым испытаниям электролизеров воды с протонообменной мембраной. Междунар. Дж. Гидрог. Энергия 44 , 9174–9187 (2019).

КАС Google ученый

Айерс, К. Сравнительный анализ передовых технологий разделения воды: передовой опыт в характеристике материалов (Сеть энергетических материалов, 2019 г.).

Колли, А. Н., Жиро, Х. Х. и Баттистел, А. Электроды из недрагоценных металлов для практического электролиза щелочной воды. Материалы 12 , 1336 (2019).

КАС Google ученый

Weiß, A. et al. Влияние прерывистой работы на срок службы и производительность электролизера воды PEM. Дж. Электрохим. соц. 166 , F487–F497 (2019).

Google ученый

Дебе, М.К. и др. Исходные характеристики и долговечность сверхнизконагруженных электродов NSTF для электролизеров PEM. Дж. Электрохим. соц. 159 , К165–К176 (2012 г.).

КАС Google ученый

Бок, Р. и др. Измерение теплопроводности мембраны и пористого транспортного слоя в электролизерах с протонной и анионообменной мембраной для моделирования температурного распределения. Междунар. Дж. Гидрог. Энергия 45 , 1236–1254 (2019).

Google ученый

Andersen, S.Z. et al. Строгий протокол электрохимического синтеза аммиака с количественными измерениями изотопов. Природа 570 , 504–508 (2019).

КАС Google ученый

Wakerley, D. et al. Биоиндуцированная гидрофобность способствует восстановлению CO ₂ на поверхности меди. Нац. Матер. 18 , 1222–1227 (2019).

КАС Google ученый

Weng, L.-C., Bell, A.T. & Weber, A.Z. Моделирование газодиффузионных электродов для восстановления CO ₂ . Физ. хим. хим. физ. 20 , 16973–16984 (2018).

КАС Google ученый

Burdyny, T. & Smith, W. A. ​​CO ₂ снижение на газодиффузионных электродах и почему каталитические характеристики должны оцениваться в коммерчески значимых условиях. Энергетика Окружающая среда. науч. 12 , 1442–1453 (2019).

КАС Google ученый

Майяс А.и другие. Анализ производственных затрат для электролизеров воды с протонообменной мембраной (Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, 2019 г.).

Fritz, K.E., Beaucage, P.A., Matsuoka, F., Wiesner, U. & Suntivich, J. Мезопористые нитриды титана и ниобия в качестве проводящих и стабильных носителей электрокатализаторов в кислых средах. Хим. коммун. 53 , 7250–7253 (2017).

КАС Google ученый

Айерс, К., Капуано, С.Б. и Андерсон, Э.Б. Последние достижения в области стоимости и эффективности элементов для электролиза воды на основе ПОМ. ECS Trans. 41 , 15–22 (2012).

КАС Google ученый

Айерс, К.и другие. Перспективы низкотемпературного электролиза и потенциал возобновляемого водорода в масштабе. год. Преподобный Хим. биомол. англ. 10 , 219–239 (2019).

КАС Google ученый

Бернт, М., Зибель, А. и Гастайгер, Х.А. Анализ потерь напряжения в электролизерах воды PEM с низким содержанием металлов платиновой группы. Дж. Электрохим. соц. 165 , F305–F314 (2018 г.).

КАС Google ученый

Шмуч, Р., Вагнер Р., Хёрпель Г., Плаке Т. и Винтер М. Характеристики и стоимость материалов для автомобильных аккумуляторов на основе лития. Нац. Энергия 3 , 267–278 (2018).

КАС Google ученый

Pillot, C. Рынок аккумуляторных батарей и основные тенденции 2018–2030 годов (Avicenne Energy, 2019).

Ленер, М., Тихлер, Р., Штайнмюллер, Х. и Коппе, М. Электроэнергия-газ: технологии и бизнес-модели 19–39 (Springer, 2014).

Янаги, Х. и Фукута, К. Анионообменная мембрана и иономер для топливных элементов с щелочной мембраной (AMFC). ECS Trans. 16 , 257–262 (2008).

КАС Google ученый

Аббаси Р.и другие. Путь к дешевому водороду с помощью электролизеров с мембранным обменом гидроксида. Доп. Матер. 31 , 1805876 (2019).

Google ученый

Whiston, M.M. et al. Экспертные оценки стоимости и ожидаемых будущих характеристик топливных элементов с протонообменной мембраной для транспортных средств. Проц. Натл акад. науч. США 116 , 4899–4904 (2019).

КАС Google ученый

Energy Technology Perspectives 2020: Special Report on Clean Energy Innovation (IEA, 2020).

Ю, Б. и Сан, Ю. Инновационные стратегии электрокаталитического расщепления воды. Согл. хим. Рез. 51 , 1571–1580 (2018).

КАС Google ученый

Эспозито, Д. В. Безмембранные электролизеры для недорогостоящего производства водорода в будущем с использованием возобновляемых источников энергии. Дж 1 , 651–658 (2017).

КАС Google ученый

Х.Хашеми, С. М., Модестино, М. А. и Псалтис, Д. Безмембранный электролизер для производства водорода по шкале pH. Энергетика Окружающая среда. науч. 8 , 2003–2009 (2015).

КАС Google ученый

Като, Т., Кубота, М., Кобаяши, Н. и Судзуоки, Ю. Эффективное использование побочного кислорода при производстве водорода электролизом. Energy 30 , 2580–2595 (2005).

КАС Google ученый

О’Нил, Г.Д., Кристиан, К.Д., Браун, Д.Е. и Эспозито, Д.В. Производство водорода с помощью простого и масштабируемого безмембранного электролизера. Дж. Электрохим. соц. 163 , F3012–F3019 (2016 г.).

Google ученый

Davis, J. T., Qi, J., Fan, X., Bui, J. C. & Esposito, D. V. Плавающий безмембранный электролизер PV, основанный на разделении продуктов за счет плавучести. Междунар. Дж. Гидрог. Энергия 43 , 1224–1238 (2018).

КАС Google ученый

Hashemi, S.M.H. et al. Универсальный безмембранный электрохимический реактор для электролиза воды и рассола. Энергетика Окружающая среда. науч. 12 , 1592–1604 (2019).

Google ученый

Рауш, Б., Саймс, М. Д., Чизхолм, Г. и Кронин, Л. Разделенное каталитическое выделение водорода из окислительно-восстановительного медиатора молекулярного оксида металла при расщеплении воды. Наука 345 , 1326–1330 (2014).

КАС Google ученый

Малдер, Ф. М., Венингер, Б.M.H., Middelkoop, J., Ooms, FGB & Schreuders, H. Эффективное хранение электроэнергии с помощью battolyser, встроенной Ni-Fe батареи и электролизера. Энергетика Окружающая среда. науч. 10 , 756–764 (2017).

КАС Google ученый

Amstutz, V. et al. Возобновляемое производство водорода от двухконтурной проточной окислительно-восстановительной батареи. Энергетика Окружающая среда. науч. 7 , 2350–2358 (2014).

КАС Google ученый

Пельо, П. и др. Полностью ванадиевая двухконтурная проточная окислительно-восстановительная батарея для производства возобновляемого водорода и десульфурации. Зеленый. хим. 19 , 1785–1797 (2016).

Google ученый

Landman, A. et al. Фотоэлектрохимическое расщепление воды в отдельных кислородных и водородных ячейках. Нац. Матер. 16 , 646–652 (2017).

КАС Google ученый

Гиллеспи, М. И., Ван Дер Мерве, Ф. и Крик, Р. Дж. Оценка производительности безмембранного проточного щелочного электролизера с расходящимся электродом (DEFT) на основе оптимизации потока электролита и межэлектродного зазора. J. Источники питания 293 , 228–235 (2015).

КАС Google ученый

Гиллеспи, М. И. и Крик, Р. Дж. Производство водорода из прямоугольного горизонтального фильтр-пресса с проточным расходом с расходящимся электродом (DEFT ^TM ) стека щелочного электролиза. J. Источники питания 372 , 252–259 (2017).

КАС Google ученый

Дотан, Х.и другие. Разделение выделения водорода и кислорода с помощью двухступенчатого электрохимически-химического цикла для эффективного общего разделения воды. Нац. Энергия 4 , 786–795 (2019).

КАС Google ученый

Цотридис, Г. и Пиленга, А. Согласованная ЕС терминология низкотемпературного электролиза воды для применений в области накопления энергии (Отдел публикаций Европейского Союза, 2018 г.).

Паласин, М.R. & De Guibert, A. Аккумуляторы: почему аккумуляторы выходят из строя? Наука 351 , 1253292 (2016).

Google ученый

Баттолайзер Б.В. . https://www.battolyserbv.com (2020).

ЭРГОСУП https://www.ergosup.com/electrolyseur-sous-pression/ (2020).

Hydrox Holdings Ltd https://hydroxholdings.co.za (2020).

Уилсон, А., Клин, Г. и Папагеоргопулос, Д. Стоимость системы топливных элементов — 2017 г. (Министерство энергетики США, 2017 г.).

Словик П., Павленко Н. и Лутсей Н. Оценка технологий электромобилей следующего поколения (Международный совет по экологически чистому транспорту, 2016 г.).

Фуматек https://www.fumatech.com (2020).

Диоксидные материалы https://dioxidmaterials.com (2020).

Павел, К.С. и др. Высокоэффективная мембранно-электродная сборка на основе металлов платиновой группы для электролиза воды с анионообменной мембраной. Анжю. хим. Междунар. Эд. 126 , 1402–1405 (2014).

Google ученый

Enapter https://www.enapter.com/ (2020).

Паррондо, Дж. и др. Деградация анионообменных мембран, используемых для производства водорода электролизом сверхчистой воды. RSC Adv. 4 , 9875–9879 (2014).

КАС Google ученый

Гарднер Г. и др. Структурные основы различного электрокаталитического окисления воды кубической, слоистой и шпинельной формами оксидов лития-кобальта. Энергетика Окружающая среда. науч. 9 , 184–192 (2016).

КАС Google ученый

Proton OnSite https://www.protononsite.com/ (2020).

Yoon, Y., Yan, B. & Surendranath, Y. Подавление переноса ионов позволяет проводить универсальные измерения площади электрохимической поверхности для сравнения собственной активности. Дж. Ам. хим. соц. 140 , 2397–2400 (2018).

КАС Google ученый

Дюбуи, Н. и Гримо, А. Реакция выделения водорода: от материала к межфазным дескрипторам. Хим.науч. 10 , 9165–9181 (2019).

КАС Google ученый

Garcia, A.C., Touzalin, T., Nieuwland, C., Perini, N. & Koper, M.T.M. Повышение активности выделения кислорода оксигидроксида никеля за счет щелочных катионов электролита. Анжю. хим. Междунар. Эд. 58 , 12999–13003 (2019).

КАС Google ученый

Бабич У., Зуерманн М., Бючи Ф.Н., Гублер Л. и Шмидт Т.Дж. Критический обзор — выявление критических пробелов в развитии электролиза воды с полимерным электролитом. Дж. Электрохим. соц. 164 , F387–F399 (2017).

КАС Google ученый

Харрисон, К. и Левен, Дж. И. в Производство солнечного водорода: на пути к будущему возобновляемых источников энергии (редакторы Раджешвар, К., МакКоннелл, Р. и Лихт, С.) 41–63 (Springer, 2008).

Bertuccioli, L. et al. Развитие электролиза воды в Европейском Союзе (Совместное предприятие по топливным элементам и водороду, 2014 г.).

Coutanceau, C., Baranton, S. & Audichon, T. Hydrogen Electrochemical Production 17–62 (Academic Press, 2017).

Guillet, N. & Millet, P. in Hydrogen Production (изд. Godula-Jopek, A.) 117–166 (Wiley, 2015).

Миллер Х.А. и др. Зеленый водород из электролиза воды с анионообменной мембраной: обзор последних разработок в области критических материалов и условий эксплуатации. Сустейн. Энергетическое топливо 4 , 2114–2133 (2020).

КАС Google ученый

Франкель Д., Кейн С. и Трюггестад К. Новые правила конкуренции в области хранения энергии. McKinsey https://www.mckinsey.com/industries/electric-power-and-natural-gas/our-insights/the-new-rules-of-competition-in-energy-storage (2018 г.).

Mongird, K. et al. Отчет о характеристиках технологий хранения энергии и стоимости (Министерство энергетики США, 2019 г.).

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Электролиз воды с анионообменной мембраной: как это работает

Зеленый водород, полученный из воды с использованием возобновляемых источников энергии, признан наиболее перспективным энергоносителем, который может полностью заменить ископаемое топливо во многих секторах.За последнее столетие было разработано несколько различных технологий, используемых для производства зеленого водорода, но очень важная часть головоломки долгое время отсутствовала. Компания Enapter завершила эту головоломку своей технологией анионообменной мембраны (AEM) для электролиза воды.

Но прежде чем мы рассмотрим АЭМ, нам нужно ответить на вопрос: почему мы можем хранить энергию в водороде?

Электролиз воды — это реакция расщепления молекул воды на водород и кислород.Это эндотермический процесс, что означает, что он может поглощать и сохранять энергию в виде химических связей в водороде. С другой стороны, обратная реакция водорода и кислорода, образующих молекулы воды, является экзотермической реакцией, которая высвобождает энергию в окружающую среду. Используя цикл эндотермального электролиза воды и последующих экзотермических реакций образования воды, мы можем хранить возобновляемую энергию в зеленом водороде — без ископаемого топлива и выбросов углекислого газа.

Как складывается AEM

Прежде чем углубляться в механизмы электролиза АЭМ, нам нужно сначала понять самый важный компонент электролизера АЭМ: стек АЭМ, в котором происходит реакция расщепления воды. Как показано на диаграмме выше, одна ячейка разделена на две полуячейки анионообменной мембраной. Каждая полуячейка состоит из электрода, газодиффузионного слоя (ГДС) и биполярной пластины (БПП). Несколько отдельных ячеек соединены биполярной пластиной, чтобы сформировать стек AEM.

Расположение полуэлементов в электролизере AEM, в отличие от традиционного щелочного (TA) электролизера, позволяет производить водород и кислород под давлением 35 бар и 1 бар соответственно.Разность давлений между полуячейками может препятствовать переходу произведенного кислорода в полуячейку высокого давления, обеспечивая тем самым очень высокую чистоту водорода (99,9 %).

Отделение H от H

₂ O

Водный электролит, содержащий всего 1% гидроксида калия (KOH), циркулирует только в анодной полуэлементе и смачивает мембрану, в то время как катодная сторона остается сухой. Следовательно, водород, полученный из катодной полуэлемента, имеет низкое содержание влаги, и важно отметить, что в катодной полуэлементе не может быть найден КОН. Молекулы воды проходят через мембрану и восстанавливаются на катоде с образованием водорода. Питание от внешней цепи используется для создания разности электрических потенциалов на границе раздела электролита и электрода. Затем разность потенциалов запускает реакцию выделения водорода (HER) посредством переноса электронов (e ^— ): 4H ₂ O + 4e ^— → 4OH ^— + 2H ₂ .

Произведенный водород затем выпускается через ГДЛ в выходной трубопровод.Соответствующие катализаторы HER на катоде облегчают процесс за счет снижения энергетического барьера реакции.

pH и выделение кислорода

В слабощелочной среде электролизера AEM оставшийся ион гидроксида (OH ^– ) из HER будет возвращаться в анодный полуэлемент через мембрану. Обмененный ОН ^– представляет собой анион, что и дало название АЭМ. В электролизере с протонообменной мембраной (PEM) протон (H ⁺ ) транспортируется через PEM в очень кислой среде.

Таким образом, для электролизера PEM требуются металлы платиновой группы (PGM) в качестве катализаторов и дорогие биполярные пластины из титана, чтобы выдерживать высококоррозионную кислую среду, в то время как катализаторы, не содержащие PGM, и стальные биполярные пластины достаточны для эффективного производства водорода в электролизере AEM. разбавленный раствор KOH в электролизере AEM намного безопаснее в обращении, чем электролит с pH 14 в электролизере TA.

После того, как OH ^– транспортируется обратно к анодной стороне электролизера AEM, он расходуется в результате реакции выделения кислорода (OER): 4OH ^– → 2H ₂ O + O ₂ + 4e ^– .На каждые две единицы водорода генерируется одна единица кислорода путем переноса четырех единиц электронов. Таким образом, концентрация ОН ^– в электролите может оставаться постоянной за счет постоянной подачи воды без дополнительного добавления КОН. OER управляется разностью потенциалов на каталитических участках на аноде, а образующийся кислород удаляется из анодной полуэлемента через GDL вместе с циркуляцией электролита.

Используя электролиз воды AEM, модульные электролизеры Enapter могут производить 500 NL зеленого водорода в час с чистотой 99.9 % (99,999 % после сушки) при давлении 35 бар из 0,4 л воды и 2,4 кВтч возобновляемой энергии. Мы думаем, что эти результаты говорят сами за себя, но мы приглашаем вас обратиться к нашей команде, если у вас все еще есть вопросы о том, как создание зеленого водорода с помощью электролиза AEM может работать на вас.

Цзинвен Ван

Узнайте больше о том, как мы продвигаем наши научно-исследовательские проекты с помощью мощного сканирующего электронного микроскопа.

Водородные продукты TFP — Электролизеры воды

В TFP Hydrogen Products мы специализируемся на разработке материалов для электролизеров воды для снижения стоимости зеленого водорода, включая антикоррозионные покрытия, электродные покрытия и порошковые катализаторы. Все они были специально разработаны для обеспечения оптимальной производительности в различных областях применения, от электролизеров PEM и щелочной воды до более специализированных применений, таких как очистка воды высокой чистоты.

Электролизер — это электрохимическое устройство, используемое для преобразования электричества и воды в водород и кислород, обеспечивающее хранение энергии для последующего использования. Если источник входного электричества является возобновляемым, то этот электролиз воды также является источником зеленого водорода.Ключевым применением наших материалов являются электролизеры с полимерными электролитными мембранами (ПЭМ), которые можно использовать как для хранения энергии от ветряных турбин и солнечных батарей, так и для локального производства водорода для питания транспортных средств на топливных элементах. Ключевыми преимуществами этого типа электролизера является его способность управлять высокой плотностью тока, например, от динамического источника энергии, такого как энергия ветра, а также генерировать газообразный водород с высокой чистотой, необходимой для использования в топливных элементах.

Сам электролизер состоит из анода, катода и твердого полимерного электролита, он работает аналогично топливному элементу и имеет КПД более 80%.

Мы предлагаем ряд решений для электролизеров, как PEM, так и щелочных:

• Покрытия для компонентов ячеек электролизера воды PEM – Использование наших запатентованных покрытий на металлических компонентах блоков электролизеров воды PEM значительно снижает контактное сопротивление этих компонентов. Эти покрытия, специально разработанные для фольги, пористых сред, пластин и сеток, сохраняют низкое контактное сопротивление в течение 10 000 с·ч и демонстрируют присущую им способность противостоять окислению и гидрированию.
• Покрытия для щелочных водных электролитов — Этот тип водного электролиза хорошо подходит для сеток, пластин и материалов типа пены. Наш ведущий в отрасли катодный катализатор для никелевых электродов также работает при очень низких перенапряжениях и является экономически эффективным.
• Порошки катализаторов для электролиза воды — Мы также предлагаем как анодные катализаторы (IrO ₂ и IrRuO ₂ ), так и катодные катализаторы (Pt/C) для клиентов, производящих мембраны с каталитическим покрытием (CCM).

Водородная установка | Электролиз воды | Протонный водород

Производство чистого водорода (до 99,9999%) необходимо для ряда отраслей промышленности в самых разных областях. В сотрудничестве с нашими европейскими партнерами, имеющими более 80 реализованных заводов по производству водорода по всему миру, мы можем предоставить высокорентабельные, индивидуальные и проверенные решения для заводов по производству водорода на основе природного газа, сжиженного нефтяного газа, нафты, метанола и других углеводородов. кормит.

Водород высокой чистоты получают паровой конверсией углеводорода в сочетании со стадией очистки PSA. Сырье смешивается с разделенным потоком водорода, а затем предварительно нагревается в теплообменнике перед удалением серы. Затем сырье смешивают с перегретым паром. При прохождении катализатора по трубам риформинга смесь водяного пара и сырья превращается в синтетический газ, состоящий из h3, CO, CO2, h3O и Ch5.

Горячий синтетический газ проходит через теплообменник, в котором утилизируется основная часть явного тепла, тем самым регулируя температуру синтез-газа для последующей замены CO.В охладителе после замены СО синтетический газ охлаждается до температуры окружающей среды, одновременно конденсируется и затем отделяется водяной пар. Сингаз далее проходит через установку очистки PSA на молекулярных ситах, где выделяют водород до заданной степени чистоты.

Реформер работает от высокоскоростной горелки, которая сжигает топливо и остаточный газ. Хвостовой газ, образующийся в блоке очистки PSA, буферизуется в буферной емкости хвостового газа. Горячие дымовые газы установки риформинга проходят через котел-утилизатор перед тем, как использоваться для перегрева смеси сырья и пара и для предварительного нагрева сырья в теплообменниках.

Риформинг метанола

Водород высокой чистоты получают путем риформинга метанола в сочетании со стадией очистки PSA.

Смесь метанола и деминерализованной воды испаряется в теплообменниках. После прохождения через нагретый катализатор смесь метанола и водяного пара превращается в синтетический газ, состоящий из h3, CO, CO2, Ch5 и водяного пара. В охладителе синтетический газ охлаждается до температуры окружающей среды, в то время как водяной пар конденсируется и рециркулируется в резервуар для хранения.Теперь синтетический газ проходит установку очистки PSA на молекулярном сите, где водород выделяют до заданной степени чистоты. Хвостовой газ из установки очистки PSA направляется в буферную емкость. Хвостовой газ из буферного резервуара используется в качестве топлива для получения необходимого технологического тепла.

Тепло, необходимое для процесса, может поставляться либо за счет уникальной системы циркуляции горячего инертного газа, разработанной нашим Принципалом, либо за счет системы термального масла.

Используя циркуляцию инертного газа вместо термального масла в качестве теплоносителя для нагрева, установка риформинга делает систему термального масла устаревшей и позволяет избежать всех затрат и проблем, связанных с обращением с термальным маслом.

Установка с подогревом термального масла может быть более подходящей для установок в среде, где термальное масло уже доступно, или в очень больших установках риформинга на основе метанола (более примерно 2000 Нм³/ч·ч3), поскольку физический размер оборудования циркулирующего инертного газа газовая установка растет непропорционально.

PEM Электролиз воды, том 1

Дмитрий Бессарабов

Д-р Дмитрий Бессарабов присоединился к Центру компетенций DST HySA Infrastructure в Северо-Западном университете и CSIR в 2010 году.Он был принят на работу из Канады как международно признанный ученый с академическим и промышленным опытом принятия решений в области мембран, водородных и электрокаталитических мембранных систем для энергетических приложений и топливных элементов. Он получил докторскую степень в Стелленбосском университете в области мембранной технологии разделения газов. Д-р Дмитрий Бессарабов занимал должности в компаниях Aker Kvaerner Chemetics, Ballard Power Systems и Automotive Fuel Cell Registration (AFCC). Дмитрий также является ученым в Южной Африке, имеющим рейтинг Национального исследовательского фонда.Его опыт включает мембраны, MEA и CCM. Он руководил исследовательской группой по интеграции CCM и MEA в AFCC для автомобильной программы HyWAY 5. В его текущие обязанности в HySA входит руководство Национальной программой по водороду и топливным элементам (HySA), обеспечение передового опыта в области управления, исследований и разработки продуктов, разработка и реализация бизнес-плана инфраструктуры HySA, развитие цепочки поставок и бизнеса, вовлечение промышленности в деятельность по развитию. .

Принадлежности и опыт

Директор, Национальный центр компетенций DST, Инфраструктура HySA, Северо-Западный университет и CSIR, Южная Африка

Пьер Милле

1986: Диплом инженера-электрохимика Высшей национальной школы электрохимии и др. Электрометаллургия», Гренобль, Франция 1989 г.: докторская степень по электрохимии в Национальном политехническом институте Гренобля, Франция; Лаборатория: Commissariat à l’Energie Atomique, Centre d’Etudes Nucléaires de Grenoble, Франция.Название кандидатской диссертации: Изготовление и оптимизация мембранно-электродных сборок. Применение к электролизу воды.

Принадлежности и квалификация

Профессор кафедры химии, Институт молекулярной химии и материаловедения, Университет Париж-Юг, Орсе, Франция

Процессы | Бесплатный полнотекстовый | Электролиз щелочной воды с использованием возобновляемых источников энергии: обзор

1. Введение

Водород считается многообещающим энергоносителем для устойчивого будущего, когда он производится с использованием возобновляемых источников энергии [1].Сегодня менее 4% производства водорода основано на процессах электролиза, из которых основную часть составляет водород как побочный продукт производства хлора. Следовательно, основная доля необходимого водорода зависит от ископаемого пути через паровую конверсию природного газа [2]. Эта ситуация вызвана более высокими затратами на производство процессов электролиза по сравнению с традиционными ископаемыми источниками из-за высоких затрат на электроэнергию и мешающих законов [3]. Чтобы сократить выбросы CO2 и стать независимыми от ископаемых энергоносителей, в ближайшие несколько десятилетий необходимо значительно увеличить долю водорода, производимого с использованием возобновляемых источников энергии.Поэтому электролиз воды является ключевой технологией расщепления воды на водород и кислород с использованием возобновляемых источников энергии. После сушки и удаления примесей кислорода чистота водорода превышает 99,9%, и водород может быть непосредственно использован в следующих процессах или в транспортном секторе [4]. Солнечная и ветровая энергия являются предпочтительными возобновляемыми источниками энергии для производства водорода, так как их распространение наиболее распространено [5,6]. Гидроэнергетика, биомасса и геотермальная энергия являются альтернативами и часто используются для базовой нагрузки [7].Основной проблемой использования возобновляемых источников энергии является неравномерное распределение и прерывистая локальная доступность [6]. С более высокой долей возобновляемой энергии от ветряных турбин или солнечных фотоэлектрических панелей и справедливой стоимостью выбросов CO2 производство водорода с помощью электролиза воды станет более привлекательным. Сочетание электролиза воды с возобновляемыми источниками энергии особенно выгодно, поскольку избыточная электрическая энергия может быть химически сохранена в водороде, чтобы сбалансировать несоответствие между спросом на энергию и ее производством [6].Для крупномасштабных применений водород можно хранить в соляных кавернах, резервуарах для хранения или газовой сети [8,9,10,11,12]. Меньшие количества водорода также могут храниться в гидридах металлов [13,14]. Для электролиза воды доступны три технологии: электролиз в щелочной воде (AEL), электролиз с протонообменной мембраной (или мембраной из полимерного электролита) (PEMEL) и твердый оксид. электролиз (СОЭЛ) [15,16,17,18]. В то время как низкотемпературные технологии, AEL и PEMEL, обеспечивают высокий уровень технологической готовности, высокотемпературная технология SOEL все еще находится в стадии разработки [19].Электролиз щелочной воды использует концентрированный щелок в качестве электролита и требует газонепроницаемого сепаратора для предотвращения смешивания газов продукта. Электроды состоят из неблагородных металлов, таких как никель, с электрокаталитическим покрытием. PEMEL использует увлажненную полимерную мембрану в качестве электролита и благородные металлы, такие как платина и оксид иридия, в качестве электрокатализаторов. Обе технологии работают при температуре от 50 до 80 °C и допускают рабочее давление до 30 бар. Номинальная эффективность стека обеих технологий составляет около 70% [18,20].SOEL также известен как высокотемпературный (HTEL) или паровой электролиз, поскольку газообразная вода превращается в водород и кислород при температуре от 700 до 900 °C. Теоретически КПД стека около 100% возможен из-за положительного термодинамического влияния на энергопотребление при более высоких температурах. Однако повышенный спрос на тепло требует подходящего источника отработанного тепла химической, металлургической или тепловой промышленности для экономичной работы. Кроме того, коррозионная среда требует дальнейшей разработки материалов [6,20,21].Как следствие, SOEL обеспечивает только небольшую мощность стека ниже 10 кВт по сравнению с 6 МВт для AEL и 2 МВт для PEMEL [20]. Следовательно, инвестиционные затраты и срок службы определяют, является ли AEL или PEMEL наиболее подходящей конструкцией системы для крупномасштабного применения. Сегодня инвестиционные затраты на AEL составляют от 800 до 1500 евро ^-1 кВт, а на PEMEL — от 1400 до 2100 евро ^-1 кВт. Кроме того, срок службы электролизеров щелочной воды выше, а ежегодные затраты на техническое обслуживание ниже по сравнению с системой PEMEL [15,20,22,23].Часто системы PEMEL предпочтительнее для динамической работы из-за короткого времени запуска и широкого диапазона гибкости нагрузки. Недостатки AEL постепенно преодолеваются дальнейшим развитием [24]. Поэтому в этом обзоре основное внимание уделяется электролизу щелочной воды с использованием возобновляемых источников энергии. Для обеспечения безопасности и высокой эффективности электролизеры щелочной воды должны быть оптимизированы для динамической работы. Следовательно, необходимо проанализировать процесс на предмет того, как динамика повлияет на производительность системы и какие аспекты следует учитывать при использовании изменчивой возобновляемой энергии вместо постоянной нагрузки [25].Таким образом, в этом вкладе представлены описания моделей для электролиза щелочной воды, фотоэлектрических панелей и ветряных турбин, чтобы определить ограничения при объединении всех компонентов в водородную энергетическую систему. Кроме того, теоретические модели могут помочь решить существующие проблемы с использованием интеллектуальной конструкции системы и подходящих стратегий работы. Это исследование в основном содержит литературу, которая была получена с помощью ключевых слов щелочной электролизер (или электролизер или электролиз) в сочетании с одним из следующих слов: возобновляемый, устойчивая, зеленая, динамичная, флуктуационная, прерывистая, солнечная, фотоэлектрическая, ветровая и газовая. Для более широкого обзора также включена дополнительная литература. На рисунке 1 показано количество ежегодных публикаций, перечисленных в базе данных Web of Science для заданных ключевых слов с 1990 по 2019 год. Кроме того, ключевое слово щелочной заменено другими технологиями электролиза воды, чтобы показать долю публикаций, посвященных конкретным технологиям [26]. . Примерно с 2010 г. количество ежегодных публикаций начало неуклонно увеличиваться в связи с дискуссией о перевороте в энергетике, особенно в Германии и других европейских странах [9,27].Кроме того, эта тема часто обсуждается независимо от технологии, поскольку количество публикаций, посвященных конкретным технологиям, невелико по сравнению с публикациями, посвященными неуказанным технологиям электролиза воды. В то время как низкотемпературные технологии, AEL и PEMEL, имеют одинаковую долю публикаций по конкретным технологиям, высокотемпературная технология SOEL упоминается меньше. Это распределение отражает недавние соображения о том, какая технология может быть предпочтительнее для устойчивого производства водорода. В частности, электролиз щелочной воды считается наиболее надежным методом крупномасштабного производства водорода [5,21].

2. Электролиз щелочной воды

Электролиз щелочной воды используется для расщепления воды на газы водород и кислород с использованием электрической энергии. Химические реакции представлены уравнениями (1)–(3). На катоде молекулы воды восстанавливаются электронами до водорода и отрицательно заряженных ионов гидроксида. На аноде ионы гидроксида окисляются до кислорода и воды с выделением электронов. В целом молекула воды реагирует на водород и кислород в соотношении 2:1.

Катод: 2h3O(ж)+2e-→h3(г)+2OH-(водн.)

(1)

Анод: 2OH-(водн.)→0.5O2(г)+h3O(ж)+2e-

(2)

Общая реакция: h3O(ж)→h3(г)+0,5O2(г)

(3)

Требуемое напряжение ячейки для этой электрохимической реакции может быть определено термодинамикой. Свободная энтальпия реакции ΔRG в (4) может быть рассчитана с помощью энтальпии реакции ΔRH, температуры T и энтропии реакции ΔRS. Обратимое напряжение на ячейке Urev в (5) определяется отношением энтальпии свободной реакции ΔRG к произведению числа обмененных электронов z=2 на постоянную Фарадея F (96,485 Смоль ^-1 ) [28].При температуре 25 °C и давлении окружающей среды 1 бар (стандартные условия) свободная энтальпия реакции расщепления воды составляет ΔRG=237 кДжмоль-1, что приводит к обратимому напряжению на ячейке Urev=-1,23 В. Поскольку свободная энтальпия реакции положительна при стандартных условиях, расщепление воды является несамопроизвольной реакцией [28]. Из-за необратимости фактическое напряжение ячейки должно быть выше, чем обратимое напряжение ячейки для реакции расщепления воды. Напряжение термонейтрали Uth в уравнении (6) зависит от энтальпии реакции ΔRH, которая складывается из энтальпии свободной реакции ΔRG и необратимых тепловых потерь T·ΔRS.При стандартных условиях энтальпия реакции электролиза воды составляет ΔRH=286 кДжмоль−1. Отсюда термонейтральное напряжение равно Uth=-1,48 В [28].

4. Конструкция элемента и напряжение элемента

Конструкция блока электролиза зависит от производителя; однако можно наблюдать некоторые общие сходства. Два варианта конструкции ячейки показаны на рис. 3. Ранее в электролизёрах на щелочной воде использовалась обычная сборка с определённым расстоянием между обоими электродами. Позже эта концепция была заменена узлом с нулевым зазором, в котором электроды прижимаются непосредственно к сепаратору для минимизации омических потерь из-за электролита.В качестве сепаратора можно использовать пористые материалы, такие как Zirfon ^™ Perl UTP 500 (AGFA) или плотные анионообменные мембраны [33,34,35,36,37]. Во время работы требуемое напряжение ячейки всегда выше, чем у обратимой ячейки. напряжения из-за различных эффектов. Рассчитанный профиль напряжения ячейки показан на рис. 4. Помимо омических потерь, I·Rom, существуют активационные перенапряжения электродов, ηact. На омическое сопротивление конструкции ячейки влияют электронная проводимость материала электрода, удельная проводимость электролита, ионная проводимость материала сепаратора и эффекты пузырьков газа. Конструкция с нулевым зазором направлена ​​на устранение потерь электролита за счет минимизации расстояния между электродами. Между обоими электродами по-прежнему остается минимальный зазор, который может увеличить напряжение на ячейке. Активационные перенапряжения определяются материалами электродов. Хотя никель является наиболее часто используемым электродным материалом, он обеспечивает очень высокие перенапряжения для реакций выделения кислорода и водорода [41,42,43,44]. Поэтому к электродам добавляют электрокаталитические материалы. Железо является экономичным катализатором реакции выделения кислорода [41,42,45].Молибден снижает перенапряжение для выделения водорода на катоде [44,46,47]. Несколько авторов предложили корреляции для моделирования напряжения ячейки. Уравнение (7) учитывает рабочую температуру ϑ и плотность тока j путем описания зависимостей с эмпирическими параметрами. В то время как параметры ri отражают омические потери, s и ti обозначают активационные перенапряжения реакций выделения водорода и кислорода [28].

Ucell=Urev+r1+r2·ϑ·j+s·logt1+t2ϑ+t3ϑ2·j+1

(7)

Эту корреляцию можно расширить с учетом влияния рабочего давления p в (8) путем добавления эмпирических параметров di, которые определяют дополнительные потери из-за работы под давлением [39].Как правило, обратимое напряжение ячейки увеличивается с давлением; однако омическое сопротивление, вызванное газовыми пузырьками, уменьшается по мере уменьшения диаметра пузырьков. Следовательно, оба эффекта уравновешивают друг друга, и можно наблюдать лишь небольшие различия [48].

Ucell=Urev+r1+d1+r2·ϑ+d2·p·j+s·logt1+t2ϑ+t3ϑ2·j+1

(8)

Соотношения (7) и (8) являются эмпирическими и поэтому справедливы только для реальной системы, к которой они приспособлены. Параметры корреляции и подходящее уравнение для обратимого напряжения ячейки в атмосферных условиях можно найти в Приложении A в таблице A1 и уравнении (A1).Другие авторы предложили физически разумные модели, основанные на фактических размерах и свойствах системы, а не на эмпирических корреляциях. Примером такого подхода является уравнение (9), в котором члены разбиты на экспериментально определяемые части [49].

Ucell=Urev+ηactc+ηacta+I·Rc+Ra+Rele+Rmem

(9)

Напряжение ячейки Ucell рассчитывается с помощью обратимого напряжения Urev, активационных перенапряжений ηact и омических сопротивлений. В то время как Rc и Ra представляют собой обратную электронную проводимость электродных материалов, Rele означает омические потери, вызванные проводимостью электролита.Дополнительно учитывается омическое сопротивление Rmem материала сепаратора. Активационные перенапряжения ηact можно рассчитать по уравнению Батлера-Фольмера. В большинстве случаев для описания возникающих перенапряжений достаточно упрощенного уравнения Тафеля [40]. Требуемый наклон Тафеля и плотность тока обмена могут быть извлечены из экспериментальных данных. Следовательно, эти параметры действительны только для реальной конструкции системы; однако при необходимости их можно легко заменить другими данными. Поскольку омические сопротивления электродов (Rc и Ra) зависят только от электронной проводимости и размеров электрода, оба значения известны. В большинстве случаев омическое сопротивление электрода сравнительно мало и им можно пренебречь. Сопротивление электролита Rele определяется удельной проводимостью электролита и конструкцией элемента. В то время как в конструкциях с нулевым зазором электролитный зазор минимален, в обычных установках сохраняется определенное расстояние между обоими электродами. Поскольку на удельную проводимость электролитного промежутка влияют пузырьки газа, для обычных конструкций существует оптимальное расстояние между электродами [50].Если расстояние между электродами слишком мало, пузырьки газа скапливаются в зазоре и снижают проводимость. С увеличением расстояния отрыв пузырьков усиливается, а удельная проводимость увеличивается. Это компромисс между небольшим электролитным зазором (поскольку омическое сопротивление увеличивается линейно с этим параметром) и лучшей проводимостью пространства между обоими электродами. Помимо снижения электропроводности электролита при увеличении количества пузырьков газа поверхность активного электрода может быть заблокирована газообразными соединениями, что приводит к дополнительным потерям [49].Поскольку это явление зависит от конструкции ячейки и концепции работы, возникают трудности с его правильным описанием. Поэтому им часто пренебрегают или используют эмпирические корреляции, относящиеся к задержке газа [49]. Кроме того, материал установленного сепаратора также имеет значительные омические потери. Хотя часто используется пористый сепаратор Zirfon ^™ Perl UTP 500, анионообменные мембраны являются перспективной альтернативой. Для материалов на основе Zirfon ^™ имеются экспериментальные данные сопротивления при фиксированной концентрации электролита для разных температур [51].Наиболее часто используемым электролитом для щелочного электролиза воды является водный раствор гидроксида калия (КОН) с содержанием КОН от 20 до 30 мас.%, так как удельная проводимость оптимальна в типичном диапазоне температур от 50 до 80 °С [25]. Более дешевой альтернативой может быть разбавленный раствор гидроксида натрия (NaOH), который имеет более низкую проводимость [52]. Расчетная удельная проводимость электролита для обоих растворов электролита при различных температурах показана на рисунке 5. В то время как KOH обеспечивает удельную проводимость около 95 См 90 606 -1 90 607 при 50 °C, NaOH достигает значения около 65 См 90 606 -1 90 607 .Аналогичный эффект наблюдается при температуре 25°С. Проводимость KOH примерно на 40-50% выше, чем проводимость раствора NaOH при оптимальном весовом процентном соотношении. Другим аспектом является растворимость газообразных продуктов внутри электролита, так как это влияет на чистоту получаемого газообразного продукта. Как правило, растворимость газа снижается с увеличением концентрации электролита из-за высаливания [53]. NaOH также демонстрирует несколько более высокий эффект высаливания, чем KOH.Следовательно, растворимость газообразного продукта выше в растворе KOH [54, 55, 56]. Другой подход заключается в использовании ионных жидкостей (ИЖ) в качестве электролита или добавки благодаря их замечательным свойствам [5, 6, 21]. . Ионные жидкости — это органические вещества, которые являются жидкими при комнатной температуре и обладают электропроводностью [58]. Пренебрежимо малое давление паров, негорючесть и термическая стабильность являются многообещающими аргументами в пользу их использования в электролизе воды. Кроме того, ИЖ можно использовать в широком электрохимическом окне [59].Поглощение и разделение газов является дополнительной областью применения [60,61]. Однако токсичность ИЖ является текущей областью исследований, а вязкость сравнительно высока, что следует учитывать перед любым крупномасштабным внедрением [6, 58, 59]. Помимо обеспечения высокоэффективного электролиза воды при низких температурах, ИЖ химически инертны и поэтому не требуют дорогостоящих электродных материалов [62].

5. Чистота газа

Чистота газа является важным критерием электролиза щелочной воды.В то время как получаемый водород обычно имеет чистоту выше 99,9 об.% (без дополнительной очистки), чистота газообразного кислорода находится в диапазоне от 99,0 до 99,5 об. % [48]. Так как оба продуктовых газа могут образовывать взрывоопасные смеси в диапазоне примерно от 4 до 96 об.% постороннего загазованности, технические пределы безопасности для аварийного отключения всей системы электролизера находятся на уровне 2 об.% [31,63] . Следовательно, примесь продукта в газе должна быть ниже этого предела во время работы, чтобы обеспечить непрерывное производство.Определенные экспериментально примеси анодного газа для щелочного электролиза воды представлены на рис. 6 для различных режимов работы. Плотности тока находятся в диапазоне от 0,05 до 0,7 А·см ^-2 , а давление в системе — от 1 до 20 бар [64]. и уровней давления смешение электролитных циклов значительно увеличивает газовую примесь. Кроме того, можно увидеть два сходства.Газовая примесь уменьшается с увеличением плотности тока и увеличивается при более высоких уровнях давления. Оба эффекта физически объяснимы. В то время как поток загрязнения остается постоянным при различных плотностях тока, количество образующегося газа уменьшается по линейной зависимости. Следовательно, при более высокой плотности тока загрязнение более разбавлено, чем при более низкой плотности тока [32,64]. Как следствие, работа в диапазоне частичных нагрузок более критична из-за более высокой примеси газа. Количество растворенного газообразного продукта увеличивается с давлением; таким образом, доступны высокие градиенты концентрации для диффузии через материал сепаратора, и большее количество растворенного постороннего газа достигает другой полуячейки при смешивании [64].Тем не менее, работа при слегка повышенных давлениях благоприятна, так как дорогостоящего первого уровня механического сжатия можно избежать путем прямого сжатия внутри системы электролизера [65]. В циклах со смешанным электролитом примеси газа достигают критических значений даже при более высоких плотностях тока во время работы под давлением. В то время как при атмосферном давлении газовая примесь есть только при плотности тока 0,05 А см ⁻² , что немного превышает предел безопасности 2 об. % H ₂ в O ₂ , этот предел достигается уже при 0 .5 A см ⁻² для давления в системе 10 бар. При 20 бар нельзя было измерить достаточную чистоту газа, так как даже плотность тока 0,7 А см ^-2 приводит к примеси газа 2,5 об.%.

7. Возобновляемая энергия

Сочетание электролиза щелочной воды с возобновляемой энергией имеет важное значение для устойчивого производства водорода без значительных выбросов углекислого газа. В то время как солнечная и ветровая энергия часто предпочтительнее из-за их широкой доступности, другие возобновляемые источники энергии, такие как гидроэнергетика, биомасса и геотермальная энергия, часто используются для базовой нагрузки [7].Прямое использование возобновляемой энергии в энергосистеме затруднено из-за несоответствия между спросом на энергию и производством и ограниченными возможностями хранения электроэнергии. Следовательно, избыточная электрическая энергия должна быть химически сохранена в водороде для последующего использования [6]. Из-за изменчивого и прерывистого поведения солнечной и ветровой энергии электролизеры на щелочной воде должны быть адаптированы к динамической работе. Для оценки требований можно использовать местные данные о погоде для извлечения амплитуд и частот колебаний.Типичные временные профили солнечной радиации и скорости ветра показаны на рис. 7. Данные были измерены метеостанцией Клаустальского технологического университета на крыше университетского здания. В то время как скорость ветра показывает среднее значение около 3,8 м с 90 606 −1 90 607 , значительное количество солнечного излучения доступно только в дневное время. Отсюда усредненное за весь день значение составляет 233 Вт·м ⁻² для солнечного дня и всего 29 Вт м ⁻² для пасмурного дня.Объемный расход произведенного водорода напрямую соответствует профилю возобновляемой энергии, используемой для работы [70]. Заметна лишь небольшая задержка по чистоте газа, которая определяется объемом системы [71]. Благодаря возможности прямого соединения электролиза воды и фотоэлектрических панелей эта технология очень подходит для производства возобновляемого водорода [29,72,73]. Поскольку фотоэлектрические панели требуют больших капиталовложений, для крупномасштабного производства водорода часто используют энергию ветра. По сравнению с фотоэлектрической энергией ветровая энергия демонстрирует более высокую степень колебаний и очень непостоянна.Следовательно, динамическая работа электролизеров щелочной воды является более сложной задачей [4]. Следовательно, динамическое поведение электролизера щелочной воды может быть использовано для разработки подходящих конструкций систем и для безопасной и эффективной эксплуатации существующих систем. Поскольку измерения солнечной радиации и скорости ветра часто доступны для данного местоположения, теоретически доступная возобновляемая энергия может быть рассчитана и использована в качестве исходных данных при проектировании системы. Существуют различные подходы к расчету солнечной фотоэлектрической энергии и мощности ветряных турбин.В то время как вольт-амперные характеристики фотоэлектрических панелей могут быть выражены как функция данных производителя и солнечной радиации, мощность ветряных турбин представляет собой долю максимально доступной мощности ветра, которая определяется скоростью ветра и коэффициентом полезного действия [72]. ,74].

7.1. Солнечная фотоэлектрическая энергия

Поведение фотоэлектрических панелей можно описать с помощью однодиодных и двухдиодных моделей различной степени сложности. Часто решение должно быть получено итеративно или с помощью численных методов, когда используются очень подробные модели [75,76].Простые модели с аналитическими решениями являются недавней темой исследований, поскольку для онлайн-характеристики и оптимизации существующих систем может потребоваться короткое время обработки [75]. На рисунке 8 показаны возможности соединения электролизера на щелочной воде и солнечных фотоэлектрических панелей. Дополнительных потерь DC/DC трансформатора можно избежать, если реализовать прямую связь систем. В противном случае преобразование обеспечивает соответствие обеих систем косвенной связью [73,77,78].Когда необходимо реализовать прямое соединение обеих систем, возможные рабочие точки можно определить по пересечению кривых ток-напряжение. Типичная вольт-амперная характеристика электролизера на щелочной воде имеет вид (8). Результирующий ток фотогальванического элемента IPV при различных уровнях солнечного излучения можно описать уравнением (10) с помощью подходящей однодиодной модели как функцию напряжения UPV [29,72,73]. Следовательно, для расчета фототока Iph, обратного тока насыщения Is и теплового напряжения UT требуются конкретные данные фотоэлектрической (PV) панели и условия окружающей среды.Кроме того, должны быть доступны последовательное сопротивление Rs и параллельное сопротивление Rp фотогальванической панели.

IPV=Iph-Is·expUPV+IPV·RsUT-1-UPV+IPV·RsRp

(10)

Фототок Iph определяется формулой (11), которая показывает линейную зависимость от солнечной радиации Esun, поглощаемой фотогальваническим элементом. Более высокая температура ячейки Tc увеличивает фототок.

Iph=0,003 м2В-1+10-7м2В-1K-1·Tc·Esun

(11)

Обратный ток насыщения Is можно рассчитать по (12) с током короткого замыкания Isc, напряжением открытой ячейки Uoc и тепловым напряжением UT.В то время как ток короткого замыкания и напряжение открытого элемента предоставляются производителем, тепловое напряжение зависит от физических свойств. Уравнение для теплового напряжения приведено в (13), которое основано на постоянной Больцмана kB (1,3806·10-23JK-1) и заряде электрона e (1,60219·10-19C) [72]. Кроме того, требуется количество последовательно соединенных ячеек, ns, и температура ячейки. Кроме того, фактор неидеальности m содержит любые отклонения от теоретического поведения.Помимо этих уравнений, для расчета результирующего тока фотогальванического элемента необходимо знать последовательное (Rs) и параллельное (Rp) сопротивление системы. При добавлении параллельных фотоэлементов ток умножается на количество параллельных путей np. Подходящие параметры существующей установки фотогальванического элемента приведены в таблице 1. Для этого примерного расчета предполагается постоянная температура фотогальванического элемента. В противном случае температура ячейки увеличивается с поглощенным солнечным излучением.В то время как простые линейные подходы уже приводят к хорошему согласию с экспериментальными данными, полный энергетический баланс является лучшим способом точного определения температуры [29, 72]. Результаты расчетов в качестве примера показаны на рисунке 9. даны для различных уровней солнечной радиации от 200 до 1000 Вт·м 90 606 −2 90 607 в сочетании с типичной поляризационной кривой электролизера со щелочной водой (10 см 90 606 2 90 607 площади электрода) из (8) на рис. 9а.Кривые мощность-напряжение для фотоэлектрического элемента показаны на рисунке 9b. Точка максимальной мощности (MPP) для каждого уровня излучения отмечена точкой на обеих диаграммах. На рисунке 9a характеристики электролизера со щелочной водой отклоняются от кривой MPP. Следовательно, фотоэлемент не может выдать максимальную мощность, и общий КПД снижается. Следовательно, обе системы должны быть оптимизированы до тех пор, пока электролизер щелочной воды не будет работать близко к максимальной выходной мощности [73,80]. Альтернативой может быть непрямая связь обеих систем с интеграцией преобразователя постоянного тока в постоянный, что также подразумевает потери с эффективностью около 90% [81,82].

7.2. Энергия ветра

Поскольку энергия фотогальванических элементов доступна только в дневное время, энергия ветра является еще одним важным источником энергии для возобновляемого производства водорода. Схематическая концепция показана на рисунке 10. Для реализации обычных ветряных турбин необходим преобразователь переменного тока в постоянный. КПД преобразования переменного тока в постоянный также составляет примерно 90% [82,83]. Для расчета мощности ветряной турбины необходимо знать точную скорость ветра на высоте ротора турбины.Часто скорость ветра измеряют на крышах или в специальных измерительных сооружениях с определенной высотой около 10 м, что значительно меньше высоты ветряной турбины, около 100 м [84]. Поэтому измеренные данные следует скорректировать до нужной высоты по (14).

vwind=vwind,ref·lnzwindz0lnzwind,refz0

(14)

Скорость ветра vwind на высоте zwind может быть определена по измеренной скорости ветра vwind,ref на высоте zwind,ref в сочетании с шероховатостью местности z0 [48].Чтобы получить выходную мощность ветровой турбины Pturbine, сначала необходимо рассчитать теоретическую мощность ветра Pwind с помощью (15). Поэтому необходимы плотность воздуха ρ (от 1,22 до 1,3 кг·м ⁻³ ), площадь, охватываемая лопастями винта A, и скорость ветра [74,85].

Pwind=12·ρ·A·vwind3

(15)

Максимальная энергия ветра не может быть полностью преобразована в мощность ветряной турбины. Это обстоятельство учитывается введением коэффициента полезного действия СР, снижающего максимально достижимую выходную мощность.Фактическая мощность ветровой турбины является результатом произведения мощности ветра и коэффициента производительности в (16). Определение правильного коэффициента производительности само по себе является полной темой исследования, которая состоит из эмпирических корреляций и моделирования вычислительной гидродинамики (CFD). исследования. Часто экспериментальные данные используются для подгонки корреляций к измерениям [74]. Пример уравнения для коэффициента эффективности показан в (17) [74,79].

Cp=0,22·116λi-0,4·β-5·exp-12.5λi

(17)

Поэтому необходимо определить угол наклона лопастей турбины β и рассчитать передаточное число λ по формуле (18) исходя из радиуса лопасти турбины R, скорости вращения ω и скорости ветра [74]. Расчет коэффициента полезного действия также требует параметр λi, который описывается формулой (19) на основе отношения скоростей законцовки и угла наклона лопасти [74].

1λi=1λ+0,08·β−0,035β3+1

(19)

Для радиуса лезвия значение 46.Предполагается 5 м, что является типичной длиной лопасти для ветроустановки номинальной мощностью 2 МВт [74]. На рисунке 11 показаны результаты расчета коэффициента полезного действия в зависимости от передаточного отношения законцовок и мощности турбины при различных скоростях ветра. Коэффициент полезного действия обычных ветряных турбин ограничен значением Cp=0,593 [74]. В этом примере максимальный коэффициент полезного действия приблизительно Cp=0,450 достигается при угле наклона лопасти β = 0°. С увеличением угла тангажа максимум коэффициента полезного действия уменьшается и смещается в сторону меньших передаточных чисел законцовок.Для расчета мощности турбины на рисунке 11b предполагается угол наклона β = 6°. С увеличением скорости ветра значение точки максимальной мощности (МРР) становится выше и смещается в сторону более высоких скоростей вращения. Номинальная скорость ветра этого образцового ветродвигателя составляет 11 м с ^-1 при частоте вращения от 6 до 17 мин ^-1 . Включаемая скорость ветра составляет 3 м с ⁻¹ , а отключаемая скорость ветра составляет 22 м с ⁻¹ [74]. По сравнению с энергетическими характеристиками фотоэлектрических панелей кривая поляризации электролизеров на щелочной воде не может быть напрямую оптимизирована по траектории MPP, поскольку оптимальная рабочая точка сильно зависит от конструкции ветряной турбины и погодных условий.Следовательно, эффективный преобразователь переменного тока в постоянный является лучшим вариантом для поддержания эффективной работы электролизера на щелочной воде [82].

8. Водородная энергетическая система и стабилизация энергосистемы

Примерная технологическая схема для водородной энергетической системы представлена ​​на рисунке 12. Фотоэлектрические панели и ветряные турбины подключены с соответствующими преобразователями к шине постоянного тока, от которой питаются электролизеры щелочной воды. Произведенный водород можно хранить для последующего использования в топливных элементах.Для повышения эффективности топливных элементов вместо воздуха можно использовать вырабатываемый кислород. Следовательно, должен быть доступен дополнительный накопительный бак, что влечет за собой дополнительные расходы [86]. Топливные элементы также подключены к шине постоянного тока, а мощность может использоваться электросетью с преобразователями постоянного тока в переменный. При более низкой потребности в энергии водород можно производить и преобразовывать обратно в энергию, когда это необходимо. Поскольку обычные электролизеры щелочной воды предназначены для работы в постоянных условиях, возникающие колебания могут быть демпфированы дополнительными устройствами накопления энергии, такими как батареи, суперконденсаторы или маховики [25,28,82].Когда имеется избыточная энергия, этот накопитель энергии может быть заряжен, чтобы быть полностью доступным, когда это необходимо. Величина демпфирования ограничена определенной степенью колебаний, так как количество накопленной энергии также ограничено мощностью всех установленных устройств. Кроме того, полученный водород также можно использовать для декарбонизации промышленных процессов или в качестве топлива в транспортном секторе [87,88,89]. Чтобы повысить общую эффективность, некоторые DC/DC-преобразователи можно не учитывать при оптимизации конструкции системы, что снижает ее гибкость.Кроме того, когда электролизеры щелочной воды могут работать в динамических условиях, дополнительные устройства накопления энергии не требуются или, по крайней мере, количество таких устройств может быть уменьшено. Производителям электролизеров еще предстоит решить некоторые проблемы, прежде чем эта возможность станет доступной. С увеличением доли возобновляемых источников энергии в энергосистеме трудно поддерживать постоянную частоту сети. Такие водородные энергетические системы или электролизеры на щелочной воде можно использовать для стабилизации частоты сети за счет демпфирования колебаний.Дополнительным преимуществом будет сокращение традиционного прядильного резерва, что снижает затраты и выбросы CO2 [87,90]. Прогностическое управление может быть использовано для стабильной и эффективной работы. Щелочные электролизеры под давлением больше подходят для гашения быстрых колебаний, тогда как атмосферные установки могут справиться с медленными колебаниями [87].

10. Выводы

Сочетание электролиза щелочной воды и возобновляемых источников энергии для устойчивого производства водорода является важным шагом на пути к декарбонизации промышленных процессов и транспортного сектора [87,88,89].Чтобы определить наиболее важные ограничения и предложить подходящие подходы к решению, необходимо полностью понять технологии [25]. В то время как процесс электролиза щелочной воды можно определить по ВАХ и образующейся газовой примеси, фотоэлектрические панели и ветряные турбины должны работать в точке максимальной мощности [73,74,79]. Поэтому необходимо знать влияющие параметры. Существуют различные модельные подходы, из которых следует выбрать наиболее подходящий.В то время как эмпирические корреляции часто действительны только для конкретной экспериментальной установки, физически разумные модели могут использоваться более общим образом для разработки новых решений. Для электролиза щелочной воды доступно много экспериментальных и теоретических данных для расчета и анализа напряжения ячейки в рабочих условиях. Поскольку фактическая конструкция системы и расположение ячеек различаются для каждого электролизера, некоторые параметры должны быть определены экспериментально, чтобы использовать предложенные модели для другой системы.В основном эта проблема существует для электродных композиций и материалов сепараторов. Для математического описания чистоты газа водорода и кислорода в настоящее время доступны только модели и корреляции на эмпирической основе из-за большого количества влияющих переменных [31,32]. Поскольку примесь газа в основном определяет доступность системы электролизера на щелочной воде, необходимы дополнительные исследования для разработки физически обоснованных моделей. Необходимо анализировать динамическое поведение системы, поскольку оптимизированные стратегии динамической работы могут быть полезны для общей эффективности системы.Для описания вольт-амперных характеристик фотоэлектрических панелей доступно множество моделей разного уровня сложности. Большинство моделей опираются на физические принципы и данные производителя [75]. Таким образом, возможно правильное моделирование для различных систем. Преобразование энергии ветряными турбинами можно описать свойствами системы и подходящими соотношениями для коэффициента производительности [74]. Поскольку на эту переменную влияют многие параметры, в том числе конструкция лопастей турбины, корреляцию следует использовать только для очень похожих ветряных турбин, или параметры должны определяться экспериментально или с помощью моделирования.В заключение следует отметить, что для всех компонентов водородной энергетической системы доступны соответствующие модели. Однако некоторые описания требуют дальнейшего усовершенствования, чтобы их можно было применять к множеству различных конструкций систем.