Генератор водорода

Генераторы водорода используют электролитическую диссоциацию воды для получения непрерывной подачи водорода высокой чистоты. Чистота воды важна для их оптимальной работы.

Следует избегать следующих загрязнений:
Ионы
Ионы, присутствующие в воде, могут мешать процессу электролиза и повреждать гальванические элементы. Их следует избегать. Ионообменные смолы и/или технологии обратного осмоса могут удалить большую часть ионов, присутствующих в водопроводной воде, что делает воду подходящей для этого применения.

Частицы
Частицы могут откладываться на линиях и мембранах, повреждать электрохимические ячейки и мешать работе прибора.

Органика
Высокие концентрации органических веществ потенциально могут создавать отложения на поверхности электродов или образовывать покрытие на мембранах и, таким образом, влиять на локальный ток. Кроме того, органические соединения могут использоваться бактериями в качестве питательных веществ, поэтому их количество должно быть сведено к минимуму.

Бактерии
Уровень бактерий должен быть сведен к минимуму, чтобы предотвратить образование биопленки внутри инструмента. Уровень бактерий можно свести к минимуму, контролируя уровень органических веществ, присутствующих в воде. Также можно использовать фильтрацию.

Пользователи генераторов водорода должны следовать рекомендациям производителя относительно качества воды, необходимого для их инструментов. Качество воды важно для оптимальной работы генераторов водорода, и некоторые приборы имеют встроенные измерители удельного сопротивления или проводимости, которые помогают предотвратить повреждение прибора из-за неправильного качества воды. Обычно рекомендуется использовать свежеочищенную воду с удельным сопротивлением 1 МОм·см или выше.

Производство водорода с помощью водородных генераторов становится одним из ключевых вариантов хранения энергии из воды и ископаемого топлива. Газообразный водород в настоящее время используется в немногих транспортных средствах в качестве экологически чистого топлива, при этом газ вырабатывается из воды, а побочным продуктом его сгорания является вода. Таким образом, производство водорода, вероятно, сыграет важную роль в решении важнейших энергетических проблем.
Теперь эта технология также используется в различных приложениях, таких как топливные элементы, химическая обработка, нефтепереработка, добыча нефти и так далее.

Постоянные исследования и разработки позволили создать инновационные генераторы водорода, которые являются более безопасными, экологически чистыми, более эффективными и более экономичными средствами производства газообразного водорода по требованию, чем баллоны высокого давления для конечного использования.

Основным компонентом генератора водорода является его электролизер, который включает в себя два электрода, то есть анод и катод. Оба электрода разделены ионообменной мембраной. Для осуществления процесса электролиза на электродах используется платиновый катализатор. Жидкий аммиак является сырьем, используемым в генераторе водорода. После испарения в котел разложения устанавливается активированный никелевый катализатор. После завершения теплообмена разложившийся газ охлаждается, газообразный аммиак извлекается из тепла и поступает в котел разложения для разложения. Образуется газовая смесь, которая обычно поступает в систему очистки газа для удаления влаги и других примесей. Таким образом генерируется водород.

Несмотря на то, что хранение водородной энергии обходится дороже, чем ископаемое топливо из-за его более высокой плотности, рост осведомленности людей во всем мире об экологически чистых транспортных средствах с нулевым уровнем выбросов увеличивает спрос на водород. Азиатско-Тихоокеанский регион в настоящее время занимает наибольшую долю рынка благодаря множеству факторов, таких как рост спроса на топливные элементы в автомобильной промышленности, увеличение спроса на различные аммиачные удобрения и многое другое.

Кроме того, временное закрытие производственных мощностей в некоторой степени замедлило рост рынка водородных генераторов. С другой стороны, спрос на непрерывную энергию в больницах, особенно в начальный период пандемии, стимулировал спрос на водородные топливные элементы, тем самым положительно повлияв на рынок водородных генераторов.

Кроме того, потребность в многочисленном химическом сырье в ряде отраслей промышленности открывает выгодные возможности для роста промышленности по производству водородных генераторов. Быстрое развитие технологий и электрической эффективности водородных генераторов принесет рынку огромные перспективы и экспоненциальный рост в ближайшем будущем.

Генератор водорода — это устройство, используемое для выработки газообразного водорода (H2), принцип его работы основан на реакции электролитической воды. Ниже приводится принцип работы и функции генератора водорода:

Принцип работы
Принцип работы генератора водорода в основном основан на реакции электролиза воды. Обычно вода (H2O) состоит из водорода (H2) и кислорода (O2), а в процессе электролиза воды она разлагается на водород и кислород. Конкретное уравнение реакции выглядит следующим образом:

2H2O (liquid) ->2H2 (газ)+O2 (газ)
В генераторе водорода обычно используется электролитическая ячейка, включающая в себя два электрода: анод и катод. Эти два электрода погружены в раствор электролита, обычно щелочной (например, гидроксид натрия) или кислый (например, серная кислота) раствор.
При подключении внешнего источника питания (обычно источника постоянного тока) к электродам электролизера происходят следующие две реакции:

На катоде молекулы воды (H2O) получают электроны и восстанавливаются до газообразного водорода (H2).
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2(газ)+2 гидроксид-ионы (2OH -)
На аноде молекулы воды теряют электроны и выделяется кислород (О2):
2H2O (liquid) ->O2 (газ)+4 ионы водорода (4H+)+4 электроны
В результате этих реакций вода разлагается на водород и кислород, которые выводятся через газовое отверстие электролизера, а кислород – через газовое отверстие электролизной ячейки.

Функция
Основной функцией генератора водорода является выработка газообразного водорода высокой чистоты. Он имеет широкий спектр применения в различных лабораториях и промышленности, включая, помимо прочего:
Лабораторное применение: используется для химических экспериментов в лаборатории, подготовки проб и в качестве восстановителя в реакционной камере.

Промышленное применение: используется в промышленных процессах, таких как сварка металлов, производство полупроводников, химическое производство и т. д. Водород также используется в качестве топлива для топливных элементов и водородных транспортных средств.

Хранение энергии: Водород считается одной из форм хранения возобновляемой энергии, а генераторы водорода используются для преобразования электрической энергии в водород для выработки электроэнергии при необходимости.

Лаборатория и исследования. В лабораторных и исследовательских целях водород можно использовать для изучения химических свойств водорода, технологий водородной энергетики и смежных областей исследований.

Влажность
Генераторы водорода используют воду и электричество для производства водорода. Генератор водорода использует электричество для разделения кислорода и водорода, а затем выделяет кислород с одной стороны и водород с другой.
Поскольку в нем используется вода, внутри генератора содержится много влаги, что может стать источником шума во время исследований и разработок, что является одним из препятствий, которые нам пришлось преодолеть.
Генератор водорода имеет две колонки абсорбирующего материала, целью которых является снижение влажности. Влажность очень низкая, но поскольку наши датчики очень чувствительны к уровню влажности, нам нужен был способ еще больше снизить этот уровень.
Мы подняли этот вопрос во время конференции, и одним из выводов, которые мы получили, было то, что можно использовать больше таких ловушек для влаги. Интересно, что эти колонки можно сушить и использовать повторно, если вы уверены, что сможете достаточно хорошо их загерметизировать, чтобы не было утечек.

Давление
При работе с генератором водорода нам также было важно узнать, что конкретный генератор водорода, который мы использовали, может выдерживать давление до 5 бар. Одна из наших потребностей — наполнять небольшие баллоны H2 под давлением выше атмосферного. Чтобы заполнить эти баллоны, нам нужно, чтобы источник H2 имел более высокое давление, чем целевое давление.

Поток
Мы узнали, что для конкретной модели генератора водорода, которую мы используем, ее предполагаемый вариант использования — это часть ГХ, где водород используется в качестве газа-носителя. Поскольку ГХ требует меньших потоков, генератор не мог справиться с введенной нами скоростью потока, и поэтому возникали проблемы.
Меньший уровень потока безопаснее использовать. Генератор H2 также имеет протоколы защиты, которые автоматически проверяют, есть ли потребление водорода (на основе некоторого сопротивления потока), чтобы водород не распространялся в лаборатории.

Продукция реализуется во всех регионах Китая и экспортируется в страны мира. Они продаются более чем в 20 странах и регионах, включая США, Германию, Марокко, Кению, Саудовскую Аравию, Вьетнам, Алжир, Индию, Танзанию и Тайвань. Успешно обеспечиваем такие известные предприятия, как China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group и другие известные предприятия. Существует множество станций гидрогенизации зеленого водорода, таких как Уланчабу, Хайкоу, Хайнань, Хайнань, Хайкоу, Юньнань, Куньмин и т. д., которые предоставляют проекты по производству экологически чистого водорода и водорода.