Wiki - Hidrojen hakkında her şey

Updated on 19 Haziran 2024

Elektroliz teknolojileri

Elektrolizörler, suyu veya diğer elektrolitleri hidrojen ve oksijene ayırmak için elektrik kullanan cihazlardır. İlgili işleme elektroliz denir. Her biri kendi avantajları, dezavantajları ve özellikleri olan çeşitli elektrolizör teknolojileri mevcuttur.

Yaygın olarak kullanılan bazı elektrolizör teknolojileri, genel bir bakış sağlamak için burada özetlenmiştir:

  • Alkalin Elektrolizörler: Bu tip elektrolizör, elektroliz işlemi için tipik olarak bir potasyum hidroksit (KOH) çözeltisi olan sıvı bir alkali elektrolit kullanır. Sistemler nispeten yüksek sıcaklıklarda çalışır ve genellikle 10-30 bar(g) orta basınçlarda hidrojen üretir. Birkaç on yıldır kullanılıyorlar. Alkali elektrolizörler verimlilikleri, dayanıklılıkları ve nispeten düşük maliyetleri ile bilinir. Büyük ölçekli endüstriyel uygulamalarda ve hidrojen üretimi için yaygın olarak kullanılırlar, ancak yenilenebilir enerji kaynaklarıyla bağlantılı olarak yeni versiyonları da kullanılabilir. Bazı varyantlar, ortam basıncının hemen üzerinde hidrojen üretir.
  • Proton Değişim Membran Elektrolizörü (PEM): PEM elektrolizörleri, protonların (H+) taşınmasına seçici olarak izin veren Nafion gibi katı bir polimer elektrolit membran kullanır. PEM elektrolizörleri, alkali elektrolizörlere kıyasla daha düşük sıcaklıklarda ve 30-40 bar(g) daha yüksek basınçlarda çalışır. Dinamik çalışma için hızlı tepki süreleri, yüksek verimlilik ve esneklik sunarlar. PEM elektrolizörleri, yenilenebilir enerji depolama, hidrojen yakıt istasyonları ve küçük ölçekli dağıtılmış sistemler dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için uygundur.
  • Katı Oksit Elektrolizör Hücresi: Bu tip elektrolizör, tipik olarak 600 ° C’nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda çalışır ve itriya ile stabilize edilmiş zirkonya (YSZ) gibi katı bir seramik elektrolit kullanır. Teknoloji, tersine çevrilebilir olma avantajına sahiptir, yani bir elektrolizör makinesi aynı zamanda hidrojenden elektrik üretebilen bir yakıt hücresidir. Bu elektrolizörler öncelikle aşırı atık ısı veya yenilenebilir enerji gibi yüksek sıcaklıktaki ısı kaynaklarının mevcut olduğu büyük ölçekli uygulamalarda kullanılır. Bu teknoloji ile tanınan ve teknolojiye dayalı nispeten büyük elektrolizörler kuran bir şirket Bloom Energy’dir.
  • Anyon Değişim Membranı (AEM) Elektrolizörleri: AEM elektrolizörleri, elektrolit olarak bir anyon değişim membranı kullanır. AEM elektrolizörleri, hidrojen üretimi alanında gelişmekte olan bir teknolojidir ve diğer elektrolizör teknolojilerine göre potansiyel avantajları, özellikle de diğer teknolojiler gibi nadir metallere ihtiyaç duymamaları nedeniyle dikkat çekmektedir. Bir çözüm bugün ticari olarak mevcuttur. GRZ projesindeki AEM uygulamasına örnek olarak EWB projesi verilebilir.
  • Fotoelektrokimyasal Elektrolizör: Bu teknoloji, su ayırma reaksiyonunu yürütmek için ışık emici yarı iletkenleri ve elektrokimyasal işlemleri birleştirir. Elektrolizörler, elektroliz için gereken elektriği üretmek için güneş enerjisini kullanır ve harici bir güç kaynağına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bugün, teknoloji hala gelişimin erken bir aşamasındadır, ancak sürdürülebilir ve doğrudan güneş enerjisiyle çalışan hidrojen üretimi için umut vaat etmektedir.

Aşağıdaki resim, bir FLEXI HyCo depolama sıkıştırma cihazı için hidrojen üretimi için kullanılan bir PEM elektrolizörünü göstermektedir.

PEM elektroliz sistemli FLEXI HyCo depolama sıkıştırma cihazı.
GRZ tarafından üretilen bir hidrojen kompresörü ve saatte yaklaşık 36 norm litre, yani ca üreten bir PEM elektrolizörü. 3,2 gH2/saat.

Her elektrolizör teknolojisinin verimlilik, çalışma koşulları, ölçeklenebilirlik ve maliyet dahil olmak üzere kendi avantajları vardır. Elektrolizör teknolojisinin seçimi, uygulama, üretim ölçeği, mevcut altyapı ve sistemin özel gereksinimleri gibi faktörlere bağlıdır.

GRZ, laboratuvardan MW ölçeğine kadar farklı üreticileri entegre etmiştir ve projenizi başarıyla gerçekleştirmenize yardımcı olabilir.

Did this article help you?