Generator vodika

Generatori vodika koriste elektrolitičku disocijaciju vode za stvaranje kontinuirane opskrbe vodikom visoke čistoće. Čistoća vode je važna za njihovu optimalnu izvedbu.

Treba izbjegavati sljedeće kontaminante:
Ioni
Ioni prisutni u vodi mogu ometati proces elektrolize i oštetiti elektrokemijske ćelije. Treba ih izbjegavati. Smole za ionsku izmjenu i/ili tehnologije reverzne osmoze mogu ukloniti većinu iona prisutnih u vodi iz slavine, čineći vodu prikladnom za ovu primjenu.

Čestice
Čestice se mogu taložiti na vodovima i membranama, oštetiti elektrokemijske ćelije i ometati rad instrumenta.

Organski
Visoka količina organskih tvari potencijalno bi mogla stvoriti naslage na površini elektroda ili stvoriti premaz na membranama i tako utjecati na lokalnu struju. Osim toga, organske spojeve bakterije mogu koristiti kao hranjive tvari i stoga ih treba svesti na minimum.

Bakterije
Razinu bakterija treba držati na minimumu kako bi se spriječilo stvaranje biofilma unutar instrumenta. razine bakterija mogu se svesti na minimum kontroliranjem razina organskih tvari prisutnih u vodi. Također se može koristiti filtracija.

Korisnici generatora vodika trebali bi slijediti preporuke proizvođača u pogledu kvalitete vode potrebne za njihove instrumente. Kvaliteta vode važna je za optimalan rad generatora vodika, a neki instrumenti imaju ugrađene mjerače otpora ili vodljivosti koji pomažu u sprječavanju oštećenja instrumenta zbog neodgovarajuće kvalitete vode. Obično se preporučuje svježe pročišćena voda s otpornošću od ili iznad 1 MΩ.cm.

Proizvodnja vodika putem vodikovih generatora nameće se kao jedna od ključnih opcija za skladištenje energije iz vode i fosilnih goriva. Plin vodik sada se koristi u nekoliko vozila kao gorivo koje ne zagađuje okoliš, a plin se proizvodi iz vode, a nusprodukt njegovog izgaranja je voda. Stoga će proizvodnja vodika vjerojatno igrati važnu ulogu u rješavanju kritičnih energetskih izazova.
Sada se ova tehnologija također koristi u raznim primjenama kao što su gorive ćelije, kemijska obrada, rafiniranje, oporaba nafte i tako dalje.

Konstantno istraživanje i razvoj omogućili su inovaciju generatora vodika koji su sigurniji, ekološki prihvatljiviji i isplativiji načini proizvodnje vodikovog plina na zahtjev od visokotlačnih cilindara za krajnju upotrebu.

Glavna komponenta generatora vodika je elektrolizna ćelija koja uključuje dvije elektrode, tj. anodu i katodu. Obje elektrode su odvojene membranom za izmjenu iona. Za izvođenje procesa elektrolize na elektrodama se koristi katalizator od platine. Tekući amonijak je sirovina koja se koristi u generatoru vodika. Nakon isparavanja, aktivirani nikalni katalizator se ugrađuje u kotao za razgradnju. Nakon što se izvrši izmjena topline, razgrađeni plin se hladi, plin amonijak se obnavlja iz topline i ulazi u kotao za razgradnju na razgradnju. Generira se miješani plin koji obično ulazi u sustav za pročišćavanje plina kako bi se uklonila vlaga i druge nečistoće. Na taj način nastaje vodik.

Iako je skladištenje vodikove energije skuplje od fosilnih goriva zbog svoje veće gustoće, porast svijesti među ljudima diljem svijeta o ekološki prihvatljivim vozilima s nultom emisijom potiče potražnju za vodikom. Azijsko-pacifička regija trenutno drži najveći tržišni udio, zahvaljujući brojnim čimbenicima poput porasta potražnje za gorivnim ćelijama u automobilskoj industriji, povećanja potražnje za raznim gnojivima amonijakom i više.

Također, privremeno zatvaranje proizvodnih pogona donekle je omelo rast tržišta generatora vodika. S druge strane, potražnja za kontinuiranom energijom u bolnicama, posebno tijekom početnog razdoblja pandemije, potaknula je potražnju za vodikovim gorivim ćelijama, čime je pozitivno utjecala na tržište generatora vodika.

Nadalje, zahtjevi za brojnim kemijskim sirovinama u nekoliko industrija pružaju unosne prilike za rast industrije generatora vodika. Brzi razvoj tehnologija i električne učinkovitosti generatora vodika prikupit će velike izglede i eksponencijalni rast tržišta u bliskoj budućnosti

Generator vodika je uređaj koji se koristi za stvaranje plinovitog vodika (H2), a princip rada temelji se na reakciji elektrolitičke vode. Sljedeće je načelo rada i funkcija generatora vodika:

Princip rada
Princip rada generatora vodika uglavnom uključuje reakciju elektrolize vode. Obično se voda (H2O) sastoji od vodika (H2) i kisika (O2), dok se procesom elektrolize voda razgrađuje na vodik i kisik. Jednadžba specifične reakcije je sljedeća:

2H2O (liquid) ->2H2 (plin)+O2 (plin)
U generatoru vodika općenito se koristi elektrolitička ćelija koja uključuje dvije elektrode: anodu i katodu. Ove dvije elektrode su uronjene u otopinu elektrolita, obično alkalnu (kao što je natrijev hidroksid) ili kiselu (kao što je sumporna kiselina) otopinu.
Kada se vanjski izvor napajanja (obično izvor istosmjerne struje) spoji na elektrode elektrolitičke ćelije, događaju se sljedeće dvije reakcije:

Na katodi, molekule vode (H2O) primaju elektrone i reduciraju se u vodik (H2)
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2 (plin)+2 hidroksidni ioni (2OH -)
Na anodi molekule vode gube elektrone i oslobađa se kisik (O2):
2H2O (liquid) ->O2 (plin)+4 ioni vodika (4H+)+4 elektroni
Ove reakcije razlažu vodu na vodik i kisik, koji se ispuštaju iz izlaza za plin u ćeliji za elektrolizu, dok se kisik ispušta iz izlaza za plin u ćeliji za elektrolizu.

Funkcija
Glavna funkcija generatora vodika je stvaranje plina vodika visoke čistoće. Ima širok raspon primjena u raznim laboratorijima i industrijskim primjenama, uključujući ali ne ograničavajući se na:
Laboratorijske primjene: Koristi se za kemijske pokuse u laboratoriju, pripremu uzoraka i kao redukcijsko sredstvo u reakcijskoj komori.

Industrijske primjene: Koristi se u industrijskim procesima kao što su zavarivanje metala, proizvodnja poluvodiča, kemijska proizvodnja itd. Vodik se također koristi kao gorivo za gorive ćelije i vozila na vodik.

Skladištenje energije: vodik se smatra jednim od oblika skladištenja obnovljive energije, a generatori vodika koriste se za pretvaranje električne energije u vodik za proizvodnju električne energije kada je to potrebno.

Laboratorij i istraživanje: U području laboratorija i istraživanja vodik se može koristiti za proučavanje kemijskih svojstava vodika, tehnologije vodikove energije i srodnih područja istraživanja.

Vlažnost
Generatori vodika se oslanjaju na vodu i električnu energiju za proizvodnju vodika. Generator vodika koristi električnu energiju za razdvajanje kisika i vodika, a zatim emitira kisik s jedne strane, a vodik s druge strane.
Budući da koristi vodu, unutar generatora ima puno vlage što može biti izvor buke tijekom istraživanja i razvoja, što je jedna od prepreka koju smo morali svladati.
Generator vodika ima dva stupca upijajućeg materijala koji imaju za cilj smanjiti vlagu. Vlažnost je vrlo niska, ali budući da su naši senzori vrlo osjetljivi na razine vlažnosti, trebao nam je način da ovu razinu još više spustimo.
Pokrenuli smo ovo pitanje tijekom konferencije i jedan od uvida koji smo prikupili bio je da je moguće koristiti više ovih hvatača vlage. Zanimljivo je da se ti stupovi mogu osušiti i ponovno upotrijebiti ako ste sigurni da ih možete dovoljno dobro zatvoriti da ne dođe do curenja.

Pritisak
Kod rukovanja generatorom vodika također nam je bilo važno saznati da specifični generator vodika koji koristimo može podnijeti tlak do 5 bara. Jedna od naših potreba je napuniti male cilindre s H2 pod tlakom koji je viši od atmosferskog. Kako bismo napunili te cilindre, potreban nam je izvor H2 koji ima viši tlak od ciljanog tlaka.

Teći
Saznali smo da je za određeni model generatora vodika koji koristimo predviđeni slučaj upotrebe dio GC-a gdje se vodik koristi kao nosač plina. Budući da GC zahtijeva manje protoke, generator nije mogao podnijeti brzinu protoka koju smo unijeli i zato je predstavljao probleme.
Manji protok je sigurniji za korištenje. Generator H2 također ima postavljene zaštitne protokole koji automatski provjeravaju postoji li potrošnja vodika (na temelju nekog otpora protoka) tako da se vodik ne bi raširio u laboratoriju.

Proizvodi se prodaju u svim regijama Kine i izvoze u zemlje diljem svijeta. Prodani su u više od 20 zemalja i regija uključujući Sjedinjene Države, Njemačku, Maroko, Keniju, Saudijsku Arabiju, Vijetnam, Alžir, Indiju, Tanzaniju i Tajvan. Uspješno pruža dobro poznata poduzeća kao što su China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group i druga poznata poduzeća. Postoje mnoge stanice za hidrogenaciju zelenog vodika kao što su Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming, itd. pružaju projekte za proizvodnju ekološki prihvatljivog vodika.