利用電解槽生產(chǎn)工業(yè)氫氣

工業(yè)用氫的主要來(lái)源是什么？

工業(yè)生產(chǎn)的大部分氫（H2）來(lái)自化石燃料。蒸汽重整是一種熱化學(xué)過(guò)程，用水加熱化石燃料以產(chǎn)生氫氣和二氧化碳。“藍(lán)色"氫來(lái)自天然氣重整，“棕色"氫來(lái)自氣化煤。?

這兩種方法都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳（CO2）作為副產(chǎn)品，釋放到大氣中或收集起來(lái)用于其他過(guò)程（如食品和飲料加工）。

現(xiàn)在有一個(gè)明顯的趨勢(shì)，即從通過(guò)天然氣還原生產(chǎn)氫（H2）轉(zhuǎn)向電解水。在許多國(guó)家，用于操作電解槽的電力來(lái)自太陽(yáng)能、風(fēng)能和水力，以及以生物甲烷為燃料的發(fā)電。

使用可再生能源生產(chǎn)的氫被稱為“綠色"。雖然電解需要大量能源，但風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源不像藍(lán)色和灰色的氫氣那樣排放二氧化碳。

氫氣也可以通過(guò)生物質(zhì)氣化產(chǎn)生。這涉及高溫（700°C），但不會(huì)燃燒。控制過(guò)程中的氧和蒸汽量以產(chǎn)生CO和H2。然后，合成氣通過(guò)燃燒為渦輪機(jī)提供動(dòng)力。?

雖然不斷增長(zhǎng)的生物質(zhì)可以去除大氣中的二氧化碳，但這一過(guò)程需要與碳捕集相結(jié)合，以保持較低的凈排放量。

電解所需的電力可能高達(dá)氫氣生產(chǎn)成本的75%，因此有向可再生能源發(fā)展的趨勢(shì)。

氣化-維基百科

電解槽的發(fā)展如何推動(dòng)綠色氫氣的生產(chǎn)？

電解槽技術(shù)正在迅速發(fā)展，取代了使用化石燃料生產(chǎn)氫氣，從而減少了副產(chǎn)品二氧化碳的產(chǎn)生量。該行業(yè)的增長(zhǎng)是由各國(guó)政府的要求推動(dòng)的，即減少發(fā)電和運(yùn)輸使用化石燃料，用燃料電池技術(shù)取代化石燃料。燃料電池將氫和氧轉(zhuǎn)化為電和副產(chǎn)品水。在這個(gè)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生熱量。大型設(shè)施中的熱量可用于驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電，即所謂的“熱電聯(lián)產(chǎn)"。

簡(jiǎn)而言之，電解是直流電流通過(guò)電解液，在陽(yáng)極和陰極產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。在陽(yáng)極通過(guò)氧化產(chǎn)生氧，在陰極還原產(chǎn)生氫。

自1800年以來(lái)，電解一直伴隨著我們，當(dāng)時(shí)亞歷山德羅·沃爾塔（Alessandro Volta）開(kāi)發(fā)了早期的電堆，使用酸作為介質(zhì)，人們注意到，當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，氧和氫出現(xiàn)在電堆的兩極。進(jìn)一步的研究是由漢弗萊·戴維爵士（戴維安全燈聞名）和他當(dāng)時(shí)的助手邁克爾·法拉第 （他制定了兩條電解定律）進(jìn)行的。

堿性電解槽 (AEL)

人們發(fā)現(xiàn)，純水并不總是一種良好的電解介質(zhì)。因此，現(xiàn)代電解槽將使用氫氧化鉀和氫氧化鈉，它們提供更好的反應(yīng)。見(jiàn) 水電解-維基百科。

氫氧化物離子通過(guò)電解液從陰極移動(dòng)到陽(yáng)極。氫在陰極上生成，氧在陽(yáng)極上生成。這種生產(chǎn)方法稱為“堿性電解"，工作溫度范圍為70至90°C，壓力約為30 bar。

PEM 電解槽

另一種類型是聚合物電解質(zhì)膜（PEM）電解槽，它使用水在陽(yáng)極反應(yīng)形成氧和帶正電的氫離子，氫離子穿過(guò)離子導(dǎo)電膜移動(dòng)到陰極。膜是一種特殊的固體聚合物材料。

然后，這些離子與流經(jīng)電路的外部電子重新結(jié)合，產(chǎn)生氫氣。因此，陽(yáng)極產(chǎn)生O2，陰極產(chǎn)生H2。這項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)非常純凈的氫。

其他制氫方法的開(kāi)發(fā)?

光電化學(xué) (PEC) 和光生物： 這些過(guò)程利用光能將水分解為H2和O2，目前處于實(shí)驗(yàn)階段。???

PEC利用類似于浸入電解液中的光伏電池的電池板，太陽(yáng)提供能量使水-電解液發(fā)生分解。

對(duì)于光生物發(fā)電，綠色微藻或藍(lán)藻利用陽(yáng)光將水分解為氫和氧離子。

PST產(chǎn)品應(yīng)用于制氫制氧過(guò)程

我們提供一系列產(chǎn)品，以確保氫和氧在各個(gè)過(guò)程階段的品質(zhì)。?

在電解槽出口處：?
用于測(cè)量氧中的氫： Michell XTC601 它能夠在濕法工藝的生產(chǎn)水平上操作。?

用于測(cè)量氫中的氧：Michell XTP601 XTP & XTC均是SIL2等級(jí)。

在氫氣的生產(chǎn)后期：
如果氣體已經(jīng)干燥，操作員希望看到低ppm O2和干露點(diǎn)；<10 ppmV和-50℃及以下是通常要求。

我們推薦：?

密析爾 Easidew PRO XP 防爆露點(diǎn)變送器，測(cè)量范圍為-110至+20℃露點(diǎn)。?

密析爾XTP601 氧分析儀提供一系列量程選擇，從 0…0.5 % O2 直至 90…100 % O2。

對(duì)于高純度氫氣，生產(chǎn)商通常想了解氣體的干燥程度以及氧氣含量是否低于某一ppm限值。為此，我們可以提供 密析爾 Easidew Pro I.S. 和 恩特龍 Minox-i ppm 傳感器。

對(duì)于監(jiān)測(cè)氫氣中的微量氣體， LDetek HyDetek 是一個(gè)很好的選擇。該儀器能夠測(cè)量氫中的微量雜質(zhì)，低至ppt級(jí)，以滿足ISO 14687第2部分關(guān)于燃料電池用氫的要求。它還可以測(cè)量氫氣中的氮?dú)庖赃M(jìn)行泄漏檢查，并確保管道吹掃期間沒(méi)有殘留的氮?dú)狻?/p>