Alkalisk vannelektrolyse

Utforske alkalisk vannelektrolyse: Lås opp fremtidens drivstoff

Alkalisk vannelektrolyse (AWE) er en prosess som bruker en elektrolysør til å dele vannmolekyler (H2O) til hydrogengass (H2) og oksygengass (O2) ved hjelp av elektrisitet.

Elektrolysøren består av to elektroder (en positiv og en negativ) nedsenket i en elektrolyttløsning, typisk en kaliumhydroksid (KOH) løsning, atskilt med en membran eller membran.

I denne prosessen, når en elektrisk strøm føres gjennom elektrolytten, fører den til at vannmolekylene nær den negative elektroden gjennomgår reduksjon, og produserer hydrogengass. Samtidig, ved den positive elektroden, skjer oksidasjon av hydroksylioner, noe som genererer oksygengass.

Alkalisk vannelektrolyse er viktig i hydrogenproduksjon i industriell skala, da det tilbyr en kostnadseffektiv og velprøvd teknologi for å generere store mengder lavkarbonhydrogen. Hydrogenet som produseres kan brukes til ulike bruksområder, for eksempel brenselcellekjøretøy, kraftproduksjon og industrielle prosesser.

Gjennom bruk av fornybare energikilder som vind, tidevann og sol til elektrolysen, kan hydrogenproduksjon være helt karbonutslippsfri, og bidra til den globale netto nullinnsatsen for å bekjempe klimaendringer og overgå til en bærekraftig energifremtid.

Fordeler med alkalisk vannelektrolyse:

Alkalisk vannelektrolyse gir flere fordeler sammenlignet med andre elektrolyseteknologier, for eksempel protonutvekslingsmembran (PEM) eller fastoksidelektrolysørcelle (SOEC), inkludert:

Kostnadseffektivitet: alkalisk vannelektrolyse bruker katalysatorer som er billigere sammenlignet med de som brukes i PEM-vannelektrolyse og har lengre levetid. Dette gjør alkalisk elektrolyse til et mer kostnadseffektivt alternativ for å produsere hydrogen.

Skalerbarhet: alkalisk vannelektrolyse kan lett skaleres opp til produksjonskapasitet i megawatt-området. Dette betyr at alkalisk vannelektrolyse kan brukes til storskala hydrogenproduksjon, noe som gir fleksibilitet for å møte økt etterspørsel.

Renhet av gasser: alkalisk vannelektrolyse produserer hydrogengass med høy renhet, som er avgjørende for ulike bruksområder, inkludert brenselceller, på grunn av effektiv separasjon av hydrogen- og oksygengasser.

Energieffektivitet: alkalisk vannelektrolyse har sammenlignbar energikonverteringseffektivitet med andre teknologier. Det betyr at en betydelig del av den elektriske energien som tilføres omdannes til hydrogengassproduksjon.

Miljøvennlighet: alkalisk vannelektrolyse kan drives av fornybare energikilder som vind- eller solkraft, noe som muliggjør produksjon av grønt hydrogen. Dette resulterer i en ren og miljøvennlig prosess som har et minimalt bidrag til klimagassutslipp.

Sikkerhet: alkalisk vannelektrolyse er en veletablert teknologi med liten bekymring for katalysatorforgiftning eller gassovergangsrelaterte problemer.

Det er viktig å tenke på at mens alkalisk vannelektrolyse gir flere fordeler, finnes det også andre elektrolyseteknologier, for eksempel PEM, som har sine egne spesifikke fordeler og hensyn. Valget av elektrolyseteknologi avhenger av faktorer som ønsket hydrogenrenhet, kostnad, skalerbarhet og integrasjon med fornybare energikilder.

Anvendelser av hydrogen produsert ved alkalisk vannelektrolyse:

Råstoff: Hydrogen er mye brukt som råstoff i ulike bransjer og sektorer og fungerer som en nøkkelkomponent i produksjon av kjemikalier, i raffinerier, stålproduksjon og kraftproduksjon. Produksjon av hydrogen gjennom alkalisk vannelektrolyse gjør det mulig for disse industriene å avkarbonisere.

Kjemisk industri: Hydrogen er et avgjørende råstoff, som fungerer som en byggestein for syntesen av en rekke kjemiske forbindelser og brukes i produksjonen av ammoniakk, metanol, hydrogenperoksid og ulike organiske forbindelser.

Raffinerier: Hydrogen brukes i raffinerier for hydroprosessering, hvor det kombineres med tunge petroleumsfraksjoner for å fjerne urenheter og forbedre kvaliteten på drivstoffprodukter.

Stålproduksjon: Hydrogen brukes i jern- og stålindustrien som råstoff for å redusere jernmalm til metallisk jern i en prosess som kalles direkte reduksjon. Dette reduserer karbonutslipp knyttet til tradisjonelle produksjonsprosesser.

Kraftproduksjon: Hydrogen kan brukes som råstoff for kraftproduksjon gjennom bruk av brenselcelleteknologier, som omdanner hydrogen til elektrisitet, som kan brukes som en ren energikilde.

Mobilitet: Bruk av hydrogen i mobilitetsapplikasjoner letter overgangen til lavkarbontransport og reduksjon av klimagassutslipp. Det gir fordelen av å tilby en ren og bærekraftig energikilde for et bredt spekter av kjøretøy og transportmetoder som busser, lastebiler, drosjer, personbiler og til og med tog og skip. Hydrogenbrenselcellekjøretøy muliggjør lengre rekkevidde og raskere påfyllingstider sammenlignet med batterielektriske kjøretøy, noe som også reduserer vekten.

Drivstoff: Ved å konvertere fornybar elektrisitet til hydrogen gjennom alkalisk vannelektrolyse, kan hydrogen som drivstoff lagres og transporteres over lange avstander, noe som bufrer og balanserer den intermitterende naturen til fornybar elektrisitetsforsyning. Dette drivstoffet kan deretter brukes til kraftproduksjon, dampproduksjon eller til og med til å erstatte naturgass i husholdningsoppvarmingsapplikasjoner.

Finn ut mer: INEOS-applikasjoner for hydrogen