Электролиз высокого давления
Электролиз высокого давления ( ЭВД ) — это электролиз воды путем разложения воды (H 2 O) на кислород (O 2 ) и газообразный водород (H 2 ) за счет прохождения через воду электрического тока. [ 1 ] Разница со стандартным электролизером с протонообменной мембраной заключается в выходе сжатого водорода около 12–20 мегапаскалей (120–200 бар). [ 2 ] и 70 °С. [ 3 ] За счет повышения давления водорода в электролизере необходимость во внешнем компрессоре водорода устраняется, средний расход энергии на сжатие внутреннего перепада давления составляет около 3%. [ 4 ]
Подходы
[ редактировать ]Поскольку требуемая мощность сжатия для воды меньше, чем для газообразного водорода, вода нагнетается до высокого давления. [ 5 ] в другом подходе перепад давления . используется [ 6 ] Также важно, чтобы электролизеры могли воспринимать переменную входную электрическую мощность, например, при использовании возобновляемых источников энергии . [ 7 ] Это затем дает возможность помочь с балансировкой сети и накоплением энергии .
Электролиз сверхвысокого давления
[ редактировать ]Электролиз сверхвысокого давления — это электролиз под высоким давлением, работающий при давлении 340–690 бар (5 000–10 000 фунтов на квадратный дюйм). [ 8 ] При сверхвысоких давлениях растворимость в воде и перекрестная проницаемость H 2 и O 2 через мембрану влияют на чистоту водорода . Модифицированные PEM используются для уменьшения перекрестной проницаемости в сочетании с каталитическими рекомбинаторами H 2 /O 2 для поддержания H 2. уровня по уровням O 2 и O 2 в H 2 на значениях, совместимых с требованиями безопасности по водороду . [ 9 ] [ 10 ]
Исследовать
[ редактировать ] | Эту статью необходимо обновить . ( январь 2021 г. ) |
Министерство энергетики США полагает, что электролиз под высоким давлением, поддерживаемый продолжающимися исследованиями и разработками, будет способствовать созданию и принятию технологий, в которых водород является энергоносителем между возобновляемыми источниками энергии и потребителями экологически чистой энергии. [ 11 ]
Министерство энергетики исследует электролиз под высоким давлением для эффективного производства водорода из воды. Целевой показатель на 2005 год составляет 4,75 доллара США за ГГЭ H 2 при эффективности 64%. [ 10 ] Общая цель Министерства энергетики в 2010 году — 2,85 доллара США за GGE H 2 при эффективности 75%. [ 11 ] По состоянию на 2005 год Министерство энергетики предоставило на исследования общую сумму 1 563 882 доллара. [ 10 ]
Компания Mitsubishi реализует такую технологию в своем проекте создания водородного генератора энергии высокого давления (HHEG). [ 12 ]
Forschungszentrum Jülich в Юлихе, Германия, в настоящее время исследует снижение стоимости компонентов, используемых в электролизе PEM под высоким давлением в EKOLYSER. [ 13 ] проект. Основная цель этого исследования — повысить производительность и чистоту газа, снизить стоимость и объем дорогостоящих материалов и достичь целей альтернативной энергетики, поставленных правительством Германии на 2050 год в Энергетической концепции, опубликованной в 2010 году. [ 14 ] [ 15 ]
ThalesNano Energy выпустила лабораторный генератор водорода высокого давления (100 бар) в качестве замены водородных баллонов в химических лабораториях. [ 16 ]
Коммерческие продукты
[ редактировать ]Honda установила свою интеллектуальную водородную станцию (SHS) в Лос-Анджелесе для использования в автомобилях на топливных элементах. [ 17 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Электролиз высокого давления» . Архивировано из оригинала 2 мая 2009 г. Проверено 6 января 2009 г.
- ^ 2001-Электролиз под высоким давлением - Ключевая технология для эффективного H.2. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Исследование водородного компрессора на основе протонообменной мембраны» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2011 г. Проверено 13 апреля 2009 г.
- ^ 2003-PHOEBUS-Pag.9. Архивировано 27 марта 2009 г. в Wayback Machine.
- ^ Прогноз мощности производства водорода под высоким давлением путем электролиза воды под высоким давлением.
- ^ Дифференциальное давление
- ^ «Электролизерные стеки | ITM Power» . Архивировано из оригинала 12 мая 2013 г. Проверено 20 мая 2013 г.
- ^ XI.13 Высокоэффективный электролиз сверхвысокого давления с прямой связью с фотоэлектрическими матрицами (проект фазы II) ( доступно здесь. Архивировано 21 апреля 2021 г. на Wayback Machine, по состоянию на 9 августа 2008 г.).
- ^ Аспекты безопасности водорода, связанные с электролизом воды PEM под высоким давлением. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Jump up to: а б с Обзор программы H2 Министерства энергетики США, 2005 г. Щелочной электролиз под высоким давлением. ( Доступно здесь , по состоянию на 9 августа 2008 г.)
- ^ Jump up to: а б Щелочной электролиз под высоким давлением ( доступно здесь, по состоянию на 9 августа 2008 г.)
- ^ Mitsubishi Monitor, август и сентябрь 2004 г. ( доступно здесь , по состоянию на 9 августа 2008 г.)
- ^ «Юлихский исследовательский центр проекта EKOLYSER» . Проверено 27 мая 2013 г.
- ^ «Энергетическая концепция федерального правительства на 2010 год и энергетический переход на 2011 год» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 февраля 2013 г.
- ^ Кармо, М; Фриц Д; Мергель Дж; Столтен Д. (2013). «Всесторонний обзор электролиза воды PEM». Журнал водородной энергетики . 38 (12): 4901. doi : 10.1016/j.ijhydene.2013.01.151 .
- ^ «Генератор водорода и технология элементов CO2» .
- ^ «Умная водородная станция» .