Генератор на водород

Генераторите на водород използват електролитна дисоциация на вода, за да генерират непрекъснато снабдяване с водород с висока чистота. Чистотата на водата е важна за тяхната оптимална работа.

Трябва да се избягват следните замърсители:
йони
Йоните, присъстващи във водата, могат да попречат на процеса на електролиза и да повредят електрохимичните клетки. Те трябва да се избягват. Йонообменните смоли и/или технологиите за обратна осмоза могат да премахнат повечето йони, присъстващи в чешмяната вода, което прави водата подходяща за това приложение.

частици
Частиците могат да се отложат върху линии и мембрани, да повредят електрохимичните клетки и да попречат на функционирането на инструмента.

Органични
Големите количества органични вещества биха могли потенциално да създадат отлагания по повърхността на електродите или да образуват покритие върху мембраните и по този начин да повлияят на локалния ток. В допълнение, органичните съединения могат да се използват като хранителни вещества от бактериите и следователно трябва да бъдат сведени до минимум.

Бактерии
Нивата на бактерии трябва да бъдат сведени до минимум, за да се предотврати образуването на биофилм вътре в инструмента. нивата на бактерии могат да бъдат сведени до минимум чрез контролиране на нивата на органични вещества във водата. Може да се използва и филтриране.

Потребителите на водородни генератори трябва да следват препоръките на производителя относно качеството на водата, необходимо за техните инструменти. Качеството на водата е важно за оптималната работа на водородните генератори и някои инструменти имат вградени измерватели на съпротивлението или проводимостта, за да предотвратят повреда на инструмента поради неправилно качество на водата. Обикновено се препоръчва прясно пречистена вода със съпротивление от или над 1 MΩ.cm.

Производството на водород чрез водородни генератори се очертава като една от ключовите възможности за съхранение на енергия от вода и изкопаеми горива. Сега водородният газ се използва в няколко превозни средства като незамърсяващо гориво, като газът се генерира от вода, като страничният продукт от изгарянето му е вода. Следователно производството на водород вероятно ще играе важна роля в справянето с критичните енергийни предизвикателства.
Сега тази технология се използва и в различни приложения като горивни клетки, химическа обработка, рафиниране, възстановяване на петрол и т.н.

Постоянните изследвания и развитие позволиха иновациите на водородни генератори, които са по-безопасни, по-екологични, по-ефективни и по-рентабилни средства за генериране на водороден газ при поискване от бутилките с високо налягане за крайни приложения.

Основният компонент на водородния генератор е неговата електролизерна клетка, която включва два електрода, т.е. анод и катод. Двата електрода са разделени от йонообменна мембрана. Платинен катализатор се използва при електродите за извършване на процеса на електролиза. Течният амоняк е суровината, използвана в генератора на водород. След изпаряване активираният никелов катализатор се инсталира в котела за разлагане. След като топлообменът е извършен, разграденият газ се охлажда, газообразният амоняк се възстановява от топлината и влиза в котела за разлагане за разлагане. Генерира се смесен газ, който обикновено влиза в системата за пречистване на газ, за ​​да се отърве от влагата и други примеси. По този начин се генерира водород.

Въпреки че съхранението на водородна енергия е по-скъпо от изкопаемите горива поради по-голямата си плътност, повишаването на осведомеността сред хората по света относно екологичните превозни средства с нулеви емисии повишава търсенето на водород. Азиатско-тихоокеанският регион в момента държи най-високия пазарен дял, което се дължи на много фактори като скок в търсенето на горивни клетки в автомобилната индустрия, увеличаване на търсенето на различни амонячни торове и др.

Също така, временното затваряне на производствените мощности възпрепятства до известна степен растежа на пазара на водородни генератори. От друга страна, търсенето на непрекъсната енергия в болниците, особено през началния период на пандемията, стимулира търсенето на водородни горивни клетки, като по този начин повлия положително на пазара на водородни генератори.

Освен това, изискването за множество химически суровини в няколко индустрии предоставя доходоносни възможности за растеж на индустрията за генериране на водород. Бързото развитие на технологиите и електрическата ефективност на водородните генератори ще съберат огромни перспективи и експоненциален растеж на пазара в близко бъдеще

Водородният генератор е устройство, използвано за генериране на водороден газ (H2) и принципът му на работа се основава на реакцията на електролитна вода. Принципът на работа и функцията на водородния генератор са следните:

Принцип на работа
Принципът на работа на водороден генератор включва главно реакция на електролиза на вода. Обикновено водата (H2O) се състои от водород (H2) и кислород (O2), докато процесът на електролиза на водата я разлага на водород и кислород. Уравнението на специфичната реакция е както следва:

2H2O (liquid) ->2H2 (газ)+O2 (газ)
Във водороден генератор обикновено се използва електролитна клетка, която включва два електрода: анод и катод. Тези два електрода се потапят в електролитен разтвор, обикновено алкален (като натриев хидроксид) или киселинен (като сярна киселина) разтвор.
Когато външен източник на захранване (обикновено източник на постоянен ток) е свързан към електродите на електролитната клетка, възникват следните две реакции:

На катода водните молекули (H2O) получават електрони и се редуцират до водороден газ (H2)
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2 (газ)+2 хидроксидни йони (2OH -)
На анода водните молекули губят електрони и се освобождава кислород (O2):
2H2O (liquid) ->O2 (газ)+4 водородни йони (4H+)+4 електрони
Тези реакции разлагат водата на водород и кислород, които се отделят от изхода за газ в електролизната клетка, докато кислородът се изпуска от изхода за газ в електролизната клетка.

функция
Основната функция на водородния генератор е да генерира водороден газ с висока чистота. Има широк спектър от приложения в различни лаборатории и индустриални приложения, включително, но не само:
Лабораторни приложения: Използва се за химически експерименти в лабораторията, подготовка на проби и като редуциращ агент в реакционната камера.

Индустриални приложения: Използва се в индустриални процеси като заваряване на метали, производство на полупроводници, химическо производство и др. Водородът се използва и като гориво за горивни клетки и водородни превозни средства.

Съхранение на енергия: Водородът се счита за една от формите за съхранение на възобновяема енергия и водородните генератори се използват за преобразуване на електрическа енергия във водород за генериране на електричество, когато е необходимо.

Лаборатория и изследвания: В областта на лабораториите и изследванията водородът може да се използва за изследване на химичните свойства на водорода, технологията за водородна енергия и свързаните с тях области на изследване.

Влажност
Генераторите на водород разчитат на вода и електричество, за да произвеждат водород. Генераторът на водород използва електричество за разделяне на кислорода и водорода и след това излъчва кислород от едната страна и водород от другата страна.
Тъй като използва вода, вътре в генератора има много влага, която може да бъде източник на шум по време на R&D, което е едно от препятствията, които трябваше да преодолеем.
Водородният генератор има две колони от абсорбиращ материал, които имат за цел да намалят влажността. Влажността е много ниска, но тъй като нашите сензори са силно чувствителни към нивата на влажност, имахме нужда от начин да намалим това ниво още повече.
Повдигнахме този въпрос по време на конференцията и едно от прозренията, които събрахме, беше, че е възможно да се използват повече от тези капани за влага. Интересното е, че тези колони могат да бъдат изсушени и използвани повторно, ако сте уверени, че можете да ги запечатате достатъчно добре, така че да няма изтичане.

налягане
Когато боравехме с водородния генератор, за нас също беше важно да научим, че конкретният водороден генератор, който използвахме, може да издържа на налягане до 5 бара. Една от нашите нужди е да напълним малки бутилки с H2 при налягане, което е по-високо от атмосферното. За да напълним тези цилиндри, трябва източникът на H2 да бъде с по-високо налягане от целевото налягане.

Поток
Научихме, че за конкретния модел на водороден генератор, който използваме, предвиденият случай на употреба е да бъде част от GC, където водородът се използва като носител на газ. Тъй като GC изисква по-ниски дебити, генераторът не можа да се справи с дебита, който въведохме, и затова създаваше проблеми.
По-малко ниво на потока е по-безопасно за използване. Генераторът H2 също има въведени протоколи за защита, които автоматично проверяват дали има потребление на водород (въз основа на известно съпротивление на потока), така че водородът да не се разпространи в лабораторията.

Продуктите се продават във всички региони на Китай и се изнасят в страни по света. Те са продадени в повече от 20 страни и региони, включително Съединените щати, Германия, Мароко, Кения, Саудитска Арабия, Виетнам, Алжир, Индия, Танзания и Тайван. Успешно предоставени добре известни предприятия като China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group и други добре известни предприятия. Има много станции за хидрогениране на зелен водород и водород като Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming и т.н. осигуряват екологични проекти и проекти за производство на водород.