Zvýšení účinnosti elektrolýzy je klíčové pro snižování výrobních nákladů zeleného vodíku. Jemné úpravy provozních proměnných v elektrolyzérech, jako je teplota a provozní tlak, mají potenciál výrazně zvýšit energetickou účinnost. Jemným doladěním těchto parametrů lze maximalizovat produkci zeleného vodíku a zároveň omezit spotřebu obnovitelné energie a snížit opotřebení materiálu.
Analýza kapalin
Měření kvality vody pro efektivní elektrolýzu
Výroba zeleného vodíku zahrnuje elektrolýzu vody. Tento proces vyžaduje značné množství vody. Udržitelné využívání vodních zdrojů je při výrobě zeleného vodíku oprávněným problémem. Při elektrolýze se musí používat čistá nebo ultračistá voda, aby se minimalizovala přítomnost nečistot, které by mohly narušit chemickou reakci a snížit účinnost procesu výroby zeleného vodíku. Vysoce čistá voda se získává procesy, jako je reverzní osmóza.
Vodivost je klíčovým parametrem měření pro zajištění čistoty vody. Náš digitální senzor vodivosti Memosens CLS16E s technologií Memosens 2.0 umožňuje přesné měření v nejnižších rozsazích vodivosti, prodloužené ukládání dat ze senzorů a procesů a bezkontaktní přenos dat.
Průtokoměry se používají k monitorování vodivých kapalin a zajišťují spolehlivost přívodu vody do elektrolyzéru. Promag W 10 je první elektromagnetický průtokoměr na světě pro měření v neomezené instalaci.
V případě alkalických elektrolyzérů se k měření čisté vody obvykle používají vírové měřiče, jako je Prowirl F 200.
Měření tlaku během přípravy vody pro elektrolýzu je nezbytné pro detekci ucpání filtrace a osmózy. Cerabar PMP51B je spolehlivý a snadno použitelný senzor pro snížení systematických poruch při výrobě zeleného vodíku.
Měření hladiny je klíčové pro udržení konzistentního přívodu vody, prevenci chodu nasucho a podporu efektivního využívání zdrojů. Levelflex FMP51 je vhodný pro odlučovače vodíku a kyslíku a je vysoce odolný vůči korozivním látkám.
Obsah celkového organického uhlíku (TOC) a oxidu křemičitého se liší v závislosti na zdroji vody (obecní, říční, podzemní, regenerovaná voda atd.). Pro přesné měření se spolehněte na analyzátor oxidu křemičitého Liquiline System CA80SI a analyzátor TOC CA78.
V této metodě slouží jako elektrolyt alkalický roztok, obvykle hydroxid draselný, který usnadňuje elektrochemické reakce. Alkalické elektrolyzéry jsou vyspělou technologií, která se primárně používá v chemické výrobě a která se překonfigurovává pro výrobu vodíku a je vhodná pro velkoobjemová zařízení na výrobu zeleného vodíku.
Pro přesné měření průtoku mokrého vodíku je ideálním řešením vírový průtokoměr, jako je Prowirl F 200. Elektrolyty na bázi NaOH nebo KOH se obvykle měří pomocí elektromagnetických průtokoměrů, jako je Promag P 10.
Řízení hladiny vody v anodových a katodových separátorech je zásadní pro bezpečný provoz všech technologií elektrolyzérů, zejména v alkalických prostředích kvůli žíravé a korozivní povaze elektrolytu KOH. Detekce hladiny kapaliny pomocí vibrační ladičky s Liquiphant FTL51B zabraňuje přetečení.
Teplota elektrolyzéru ovlivňuje rychlost elektrolytické reakce. Kromě toho se elektrolyzér může přehřát v důsledku nízkého přívodu vody. Náš teplotní senzor iTHERM Moduline TM131 lze použít k optimalizaci provozních parametrů elektrolyzéru.
Elektrolyzéry PEM (protonovýměnná membrána) představují vedle alkalických elektrolyzérů další široce používanou technologii. Technologie se opírá o pevnou polymerní elektrolytickou membránu, která umožňuje kompaktní konstrukci a přesné řízení, díky čemuž je obzvláště vhodná pro aplikace vyžadující flexibilitu a pohotovost při výrobě zeleného vodíku. Elektrolyzéry PEM nabízejí výhody, jako je vysoká účinnost, rychlá reakce na měnící se zatížení a vhodnost pro decentralizované aplikace.
Coriolisovy hmotnostní průtokoměry jsou vysoce přesné a spolehlivé při měření hmotnostních průtoků. Promass Q 300 lze použít k optimalizaci provozních parametrů PEM elektrolyzéru.
Levelflex FMP51 je vhodný pro spolehlivé měření hladiny v separátorech vodíku a kyslíku.
Cerabar PMC71B s keramickou membránou nabízí zvýšenou robustnost v ultračisté napájecí vodě, což může vést k vyluhování kovů a velkým změnám provozních podmínek.
Vysoké tlaky v PEM elektrolyzérech mohou vést k prasknutí jímky. iTHERM Moduline TM131 poskytuje spolehlivé měření a zvýšenou bezpečnost díky druhé procesní bariéře a detekci poškození jímky.
Elektrolýza vody s aniontovou výměnnou membránou (AEM)
Na rozdíl od jiných typů používají AEM elektrolyzéry alkalický roztok a membránu, která transportuje hydroxidové ionty (OH⁻). Na anodě se voda štěpí na kyslík a hydroxidové ionty. Membrána přenáší hydroxidové ionty ke katodě, kde reagují s elektrony (z elektrického napájení) za vzniku plynného vodíku. AEM mají potenciální výhodu v používání levnějších katalyzátorů než PEM elektrolyzéry.
Udržování křehké rovnováhy mezi přívodem a odstraňováním vody je klíčové pro stabilitu a účinnost membrány. Toho lze dosáhnout pomocí elektromagnetického průtokoměru Promag P 300.
Křížení plynu neboli pronikání přes membránu lze zmírnit provozováním katodové (H2) strany elektrolyzéru při vyšším tlaku než anodové (O2). Monitorování diferenčního tlaku může být klíčové pro zajištění správného provozu elektrolyzérů, zejména pokud obě strany pracují při podobných tlacích. To vyžaduje pečlivé monitorování pomocí Deltabar PMD75B.
Vysokoteplotní elektrolýza neboli elektrolýza v pevných oxidech (SOEC) je nově vznikající technologie, která se spoléhá na páru namísto kapalné vody nebo elektrolytu. Provoz při vysokých teplotách (600–1000 °C) výrazně zvyšuje účinnost elektrolýzy, zejména při integraci s odpadním teplem nebo jinými vysoce účinnými zdroji tepla.
Extrémní provozní teploty vyžadují silné a odolné senzory
Složité směsi plynů vyžadují přesnou analýzu složení vyvíjejících se plynů. Ramanův analyzátor plynů Rxn5 nabízí spolehlivou in-line spektroskopii
Aplikace s vysokoteplotní párou vyžadují přesné a robustní měření průtoku
Vodík musí splňovat přísné normy kvality v závislosti na způsobu přepravy a konečném použití, zejména v palivových článcích (ISO 14687:2019). Optické technologie pro měření vlhkosti (H2O) a kyslíku (O2) nabízejí bezúdržbový provoz díky své inherentní robustnosti a spolehlivosti.
Velmi rychlé doby odezvy pro identifikaci procesních nečistot
Žádné pohyblivé části, žádné elektrolyty a dlouhá životnost optiky zajišťují extrémně nízkou údržbu
Snadná instalace a uvedení do provozu s monitorováním stavu Heartbeat Technology
Společnost Enapter používá ke stanovení čistoty vyrobeného vodíku optickou analytickou měřicí technologii od společnosti Endress+Hauser. Zjistěte více!
Wildfire Energy spoléhá na technologii měření a podporu od společnosti Endress+Hauser, aby zajistila efektivní výrobu vodíku a syngasu z biomasy a zbytkového odpadu.
Messer vyrábí vodík v parním reformátoru. Zařízení má velké množství ochranných a bezpečnostních zařízení, kde hodnoty tlaku hrají důležitou roli.
/
Závěrečné poznámky
Související články
Zjistěte, proč jsme tím správným partnerem pro udržitelnou a bezpečnou výrobu zeleného vodíku
Elektrárny: vodík ve výrobě energie
Objevte potenciál vodíku při omezování emisí uhlíku jako klíčové suroviny v odvětví energetiky. Zjistěte, jak vás může společnost Endress+Hauser podpořit na cestě k čisté nule.
Increasing green hydrogen production efficiency
Discover how optimizing processes and innovations are revolutionizing green hydrogen production efficiency, contributing to a cleaner energy landscape. Learn more!
Přístrojové vybavení pro bezpečné skladování vodíku
Seznamte se s naším inovativním portfoliem přístrojů pro bezpečné skladování vodíku.
Enhance safety and efficiency in hydrogen blending processes
Discover our broad offering and benefit from longstanding expertise when it comes to safe hydrogen blending.
Vážíme si vašeho soukromí
Soubory cookie používáme k vylepšení vašeho zážitku z prohlížení a shromažďujeme statistiky za účelem optimalizace funkčnosti webu, abychom vám mohli poskytnout reklamy nebo obsah na míru.
Výběrem možnosti „Přijmout vše“ souhlasíte s naším používáním souborů cookie.
Další podrobnosti naleznete v našich Zásadách používání souborů cookie .
%20with%20flange%20connections%20for%20process%20applications%20-%20PP01.jpg "Obrázek elektromagnetického průtokoměru Proline Promag P 300 / 5P3B pro procesní aplikace")
