利用電解槽生產工業氫氣

工業用氫的主要來源是什么？

工業生產的大部分氫（H2）來自化石燃料。蒸汽重整是一種熱化學過程，用水加熱化石燃料以產生氫氣和二氧化碳。“藍色”氫來自天然氣重整，“棕色”氫來自氣化煤。?

這兩種方法都會產生二氧化碳（CO2）作為副產品，釋放到大氣中或收集起來用于其他過程（如食品和飲料加工）。

現在有一個明顯的趨勢，即從通過天然氣還原生產氫（H2）轉向電解水。在許多國家，用于操作電解槽的電力來自太陽能、風能和水力，以及以生物甲烷為燃料的發電。

使用可再生能源生產的氫被稱為“綠色”。雖然電解需要大量能源，但風能和太陽能等可再生能源不像藍色和灰色的氫氣那樣排放二氧化碳。

氫氣也可以通過生物質氣化產生。這涉及高溫（700°C），但不會燃燒。控制過程中的氧和蒸汽量以產生CO和H2。然后，合成氣通過燃燒為渦輪機提供動力。?

雖然不斷增長的生物質可以去除大氣中的二氧化碳，但這一過程需要與碳捕集相結合，以保持較低的凈排放量。

電解所需的電力可能高達氫氣生產成本的75%，因此有向可再生能源發展的趨勢。

氣化-維基百科

電解槽的發展如何推動綠色氫氣的生產？

電解槽技術正在迅速發展，取代了使用化石燃料生產氫氣，從而減少了副產品二氧化碳的產生量。該行業的增長是由各國政府的要求推動的，即減少發電和運輸使用化石燃料，用燃料電池技術取代化石燃料。燃料電池將氫和氧轉化為電和副產品水。在這個過程中也會產生熱量。大型設施中的熱量可用于驅動蒸汽渦輪機發電，即所謂的“熱電聯產”。

簡而言之，電解是直流電流通過電解液，在陽極和陰極產生化學反應。在陽極通過氧化產生氧，在陰極還原產生氫。

自1800年以來，電解一直伴隨著我們，當時亞歷山德羅·沃爾塔（Alessandro Volta）開發了早期的電堆，使用酸作為介質，人們注意到，當電流流動時，氧和氫出現在電堆的兩極。進一步的研究是由漢弗萊·戴維爵士（戴維安全燈聞名）和他當時的助手邁克爾·法拉第 （他制定了兩條電解定律）進行的。

堿性電解槽 (AEL)

人們發現，純水并不總是一種良好的電解介質。因此，現代電解槽將使用氫氧化鉀和氫氧化鈉，它們提供更好的反應。見 水電解-維基百科。

氫氧化物離子通過電解液從陰極移動到陽極。氫在陰極上生成，氧在陽極上生成。這種生產方法稱為“堿性電解”，工作溫度范圍為70至90°C，壓力約為30 bar。

PEM 電解槽

另一種類型是聚合物電解質膜（PEM）電解槽，它使用水在陽極反應形成氧和帶正電的氫離子，氫離子穿過離子導電膜移動到陰極。膜是一種特殊的固體聚合物材料。

然后，這些離子與流經電路的外部電子重新結合，產生氫氣。因此，陽極產生O2，陰極產生H2。這項技術生產非常純凈的氫。

其他制氫方法的開發?

光電化學 (PEC) 和光生物： 這些過程利用光能將水分解為H2和O2，目前處于實驗階段。???

PEC利用類似于浸入電解液中的光伏電池的電池板，太陽提供能量使水-電解液發生分解。

對于光生物發電，綠色微藻或藍藻利用陽光將水分解為氫和氧離子。

PST產品應用于制氫制氧過程

我們提供一系列產品，以確保氫和氧在各個過程階段的品質。?

在電解槽出口處：?
用于測量氧中的氫： Michell XTC601 它能夠在濕法工藝的生產水平上操作。?

用于測量氫中的氧：Michell XTP601 XTP & XTC均是SIL2等級。

在氫氣的生產后期：
如果氣體已經干燥，操作員希望看到低ppm O2和干露點；<10 ppmV和-50℃及以下是通常要求。

我們推薦：?

密析爾 Easidew PRO XP 防爆露點變送器，測量范圍為-110至+20℃露點。?

密析爾XTP601 氧分析儀提供一系列量程選擇，從 0…0.5 % O2 直至 90…100 % O2。

對于高純度氫氣，生產商通常想了解氣體的干燥程度以及氧氣含量是否低于某一ppm限值。為此，我們可以提供 密析爾 Easidew Pro I.S. 和 恩特龍 Minox-i ppm 傳感器。

對于監測氫氣中的微量氣體， LDetek HyDetek 是一個很好的選擇。該儀器能夠測量氫中的微量雜質，低至ppt級，以滿足ISO 14687第2部分關于燃料電池用氫的要求。它還可以測量氫氣中的氮氣以進行泄漏檢查，并確保管道吹掃期間沒有殘留的氮氣。