Vandenilio generatorius

Vandenilio generatoriai naudoja elektrolitinę vandens disociaciją, kad generuotų nuolatinį didelio grynumo vandenilio tiekimą. Vandens grynumas yra svarbus optimaliam jų veikimui.

Reikėtų vengti šių teršalų:
Jonai
Vandenyje esantys jonai gali trukdyti elektrolizės procesui ir pažeisti elektrochemines ląsteles. Jų reikėtų vengti. Jonų mainų dervos ir (arba) atvirkštinio osmoso technologijos gali pašalinti daugumą vandentiekio vandenyje esančių jonų, todėl vanduo yra tinkamas naudoti.

Dalelės
Dalelės gali nusėsti ant linijų ir membranų, pažeisti elektrocheminius elementus ir trikdyti prietaiso veikimą.

Organika
Didelės organinių medžiagų apkrovos gali sudaryti nuosėdas ant elektrodų paviršiaus arba sudaryti dangą ant membranų ir taip paveikti vietinę srovę. Be to, bakterijos gali naudoti organinius junginius kaip maistines medžiagas, todėl jų turėtų būti kuo mažiau.

Bakterijos
Bakterijų lygis turi būti minimalus, kad prietaiso viduje nesusidarytų bioplėvelė. bakterijų kiekį galima sumažinti kontroliuojant vandenyje esančių organinių medžiagų kiekį. Taip pat gali būti naudojamas filtravimas.

Vandenilio generatorių naudotojai turėtų vadovautis gamintojo rekomendacijomis dėl jų prietaisams reikalingos vandens kokybės. Vandens kokybė yra svarbi optimaliam vandenilio generatorių veikimui, o kai kuriuose prietaisuose yra įmontuoti varžos arba laidumo matuokliai, padedantys išvengti prietaiso sugadinimo dėl netinkamos vandens kokybės. Paprastai rekomenduojamas šviežiai išgrynintas vanduo, kurio savitoji varža yra 1 MΩ.cm arba didesnė.

Vandenilio gamyba naudojant vandenilio generatorius tampa viena iš pagrindinių galimybių kaupti energiją iš vandens ir iškastinio kuro. Vandenilio dujos dabar naudojamos keliose transporto priemonėse kaip neteršiantis kuras, o dujos susidaro iš vandens, o jų degimo šalutinis produktas yra vanduo. Taigi vandenilio gamyba greičiausiai vaidins svarbų vaidmenį sprendžiant svarbiausius energijos iššūkius.
Dabar ši technologija taip pat naudojama įvairiose srityse, tokiose kaip kuro elementai, cheminis apdorojimas, rafinavimas, naftos atgavimas ir pan.

Nuolatiniai moksliniai tyrimai ir plėtra leido sukurti vandenilio generatorius, kurie yra saugesni, ekologiškesni, efektyvesni ir ekonomiškesni būdai generuoti vandenilio dujas pagal poreikį nei aukšto slėgio balionai galutiniam naudojimui.

Pagrindinis vandenilio generatoriaus komponentas yra jo elektrolizatoriaus elementas, kurį sudaro du elektrodai, ty anodas ir katodas. Abu elektrodai yra atskirti jonų mainų membrana. Elektrolizės procesui atlikti prie elektrodų naudojamas platinos katalizatorius. Skystas amoniakas yra žaliava, naudojama vandenilio generatoriuje. Po išgarinimo į skaidymo katilą įdedamas aktyvuoto nikelio katalizatorius. Atlikus šilumos mainus, suirusios dujos atšąla, dujos amoniakas atsigauna iš šilumos ir patenka į skaidymo katilą skaidyti. Susidaro mišrios dujos, kurios paprastai patenka į dujų valymo sistemą, kad pašalintų drėgmę ir kitus nešvarumus. Tokiu būdu susidaro vandenilis.

Nors vandenilio energijos saugojimas yra brangesnis nei iškastinis kuras dėl didesnio tankio, didėjantis žmonių supratimas visame pasaulyje apie ekologiškas ir be emisijų transporto priemones didina vandenilio poreikį. Azijos ir Ramiojo vandenyno regionas šiuo metu užima didžiausią rinkos dalį dėl daugelio veiksnių, tokių kaip kuro elementų paklausos padidėjimas automobilių pramonėje, padidėjusi įvairių amoniako trąšų paklausa ir kt.

Be to, laikinas gamybinių įrenginių uždarymas tam tikru mastu stabdė vandenilio generatorių rinkos augimą. Kita vertus, nuolatinės energijos paklausa ligoninėse, ypač pradiniu pandemijos laikotarpiu, paskatino vandenilio kuro elementų paklausą, todėl teigiamai paveikė vandenilio generatorių rinką.

Be to, daugelio cheminių žaliavų poreikis keliose pramonės šakose suteikia pelningas galimybes vandenilio generatorių pramonės augimui. Sparti technologijų plėtra ir vandenilio generatorių elektrinis efektyvumas artimiausiu metu rinkai atneš didžiulių perspektyvų ir eksponentinį augimą.

Vandenilio generatorius yra įtaisas, naudojamas vandenilio dujoms (H2) generuoti, o jo veikimo principas pagrįstas elektrolitinio vandens reakcija. Toliau pateikiamas vandenilio generatoriaus veikimo principas ir funkcija:

Darbo principas
Vandenilio generatoriaus veikimo principas daugiausia apima vandens elektrolizės reakciją. Paprastai vanduo (H2O) susideda iš vandenilio (H2) ir deguonies (O2), o vandens elektrolizės procese jis skaidomas į vandenilį ir deguonį. Specifinė reakcijos lygtis yra tokia:

2H2O (liquid) ->2H2 (dujos) + O2 (dujos)
Vandenilio generatoriuje paprastai naudojamas elektrolitinis elementas, kurį sudaro du elektrodai: anodas ir katodas. Šie du elektrodai panardinami į elektrolito tirpalą, dažniausiai šarminį (pvz., natrio hidroksido) arba rūgštinį (pvz., sieros rūgšties) tirpalą.
Kai išorinis maitinimo šaltinis (dažniausiai nuolatinės srovės šaltinis) yra prijungtas prie elektrolizės elemento elektrodų, įvyksta šios dvi reakcijos:

Ant katodo vandens molekulės (H2O) priima elektronus ir redukuojamos į vandenilio dujas (H2).
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2 (dujų)+2 hidroksido jonai (2OH -)
Ant anodo vandens molekulės praranda elektronus ir išsiskiria deguonis (O2):
2H2O (liquid) ->O2 (dujų)+4 vandenilio jonai (4H+)+4 elektronai
Šios reakcijos suskaido vandenį į vandenilį ir deguonį, kurie išleidžiami iš dujų išleidimo angos elektrolizės elemente, o deguonis išleidžiamas iš dujų išleidimo angos elektrolizės elemente.

Funkcija
Pagrindinė vandenilio generatoriaus funkcija yra generuoti didelio grynumo vandenilio dujas. Jis plačiai naudojamas įvairiose laboratorijose ir pramonėje, įskaitant, bet neapsiribojant:
Laboratorinis pritaikymas: naudojamas cheminiams eksperimentams laboratorijoje, mėginių ruošimui ir kaip reduktorius reakcijos kameroje.

Pramoninis pritaikymas: naudojamas pramoniniuose procesuose, tokiuose kaip metalų suvirinimas, puslaidininkių gamyba, chemijos gamyba ir kt. Vandenilis taip pat naudojamas kaip kuras kuro elementams ir vandenilinėms transporto priemonėms.

Energijos kaupimas: Vandenilis laikomas viena iš atsinaujinančios energijos kaupimo formų, o vandenilio generatoriai naudojami elektros energijai paversti vandeniliu, kad prireikus būtų gaminama elektros energija.

Laboratorija ir tyrimai: laboratorijoje ir tyrimų srityje vandenilis gali būti naudojamas tiriant vandenilio chemines savybes, vandenilio energijos technologijas ir susijusias tyrimų sritis.

Drėgmė
Vandenilio generatoriai vandeniliui gaminti naudoja vandenį ir elektrą. Vandenilio generatorius naudoja elektrą, kad atskirtų deguonį ir vandenilį, tada iš vienos pusės išskiria deguonį, o iš kitos pusės - vandenilį.
Kadangi jis naudoja vandenį, generatoriaus viduje yra daug drėgmės, o tai gali būti triukšmo šaltinis atliekant MTTP, o tai yra viena iš kliūčių, kurias turėjome įveikti.
Vandenilio generatorius turi dvi sugeriančios medžiagos kolonėles, kuriomis siekiama sumažinti drėgmę. Drėgmė yra labai maža, bet kadangi mūsų jutikliai yra labai jautrūs drėgmės lygiui, mums reikėjo būdo, kaip dar labiau sumažinti šį lygį.
Mes iškėlėme šią problemą konferencijos metu ir viena iš mūsų surinktų įžvalgų buvo ta, kad galima naudoti daugiau šių drėgmės gaudyklių. Įdomu tai, kad šias kolonas galima išdžiovinti ir panaudoti pakartotinai, jei esate tikri, kad galite pakankamai gerai užsandarinti, kad nebūtų nuotėkio.

Slėgis
Tvarkant vandenilio generatorių mums taip pat buvo svarbu sužinoti, kad konkretus mūsų naudojamas vandenilio generatorius gali atlaikyti iki 5 barų slėgį. Vienas iš mūsų poreikių yra užpildyti mažus balionus H2 slėgiu, kuris yra didesnis nei atmosferos lygis. Norint užpildyti šiuos cilindrus, H2 šaltinio slėgis turi būti didesnis nei tikslinis slėgis.

Srautas
Sužinojome, kad konkretaus vandenilio generatoriaus modelio, kurį naudojame, naudojimo atvejis yra GC dalis, kur vandenilis naudojamas kaip dujų nešiklis. Kadangi GC reikia mažesnių srautų, generatorius negalėjo susidoroti su mūsų įvestu srautu, todėl kilo problemų.
Saugiau naudoti mažesnį srauto lygį. H2 generatorius taip pat turi apsaugos protokolus, kurie automatiškai patikrina, ar nėra suvartojamo vandenilio (remiantis tam tikru srauto pasipriešinimu), kad vandenilis laboratorijoje neišsisklaidytų.

Produktai parduodami visuose Kinijos regionuose ir eksportuojami į viso pasaulio šalis. Jie parduodami daugiau nei 20 šalių ir regionų, įskaitant JAV, Vokietiją, Maroką, Keniją, Saudo Arabiją, Vietnamą, Alžyrą, Indiją, Tanzaniją ir Taivaną. Sėkmingai teikiamos gerai žinomos įmonės, tokios kaip „China Aerospace“, „PetroChina“, „China Nuclear Group“, BYD, „Jiuli Specialty“, „Tony Electronics“, „Zheng Energy Group“ ir kitos gerai žinomos įmonės. Yra daug žaliųjų vandenilio ir vandenilio hidrinimo stočių, tokių kaip Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming ir kt., teikia ekologiškus ir vandenilio gamybos projektus.