Alkalisk vattenelektrolys

Utforska alkalisk vattenelektrolys: Lås upp framtidens bränsle

Alkalisk vattenelektrolys (AWE) är en process som använder en elektrolysör för att dela upp vattenmolekyler (H2O) i vätgas (H2) och syrgas (O2) med hjälp av elektricitet.

Elektrolysören består av två elektroder (en positiv och en negativ) nedsänkt i en elektrolytlösning, vanligtvis en kaliumhydroxidlösning (KOH), separerad av ett membran eller membran.

I denna process, när en elektrisk ström passerar genom elektrolyten, får den vattenmolekylerna nära den negativa elektroden att genomgå reduktion, vilket producerar vätgas. Samtidigt, vid den positiva elektroden, sker oxidation av hydroxyljoner, vilket genererar syrgas.

Alkalisk vattenelektrolys är viktig vid vätgasproduktion i industriell skala eftersom den erbjuder en kostnadseffektiv och väl beprövad teknik för att generera stora volymer koldioxidsnål vätgas. Den vätgas som produceras kan användas för olika applikationer, till exempel bränslecellsfordon, kraftproduktion och industriella processer.

Genom att använda förnybara energikällor som vind, tidvatten och sol för elektrolys kan vätgasproduktionen vara helt fri från koldioxidutsläpp, vilket bidrar till de globala nettonollinsatserna för att bekämpa klimatförändringar och övergå till en hållbar energiframtid.

Fördelar med alkalisk vattenelektrolys:

Alkalisk vattenelektrolys erbjuder flera fördelar jämfört med andra elektrolystekniker, såsom protonutbytesmembran (PEM) eller fastoxidelektrolyscell (SOEC), inklusive:

Kostnadseffektivitet: alkalisk vattenelektrolys använder katalysatorer som är billigare jämfört med de som används vid PEM-vattenelektrolys och har en längre livslängd. Detta gör alkalisk elektrolys till ett mer kostnadseffektivt alternativ för att producera vätgas.

Skalbarhet: Alkalisk vattenelektrolys kan lätt skalas upp till produktionskapacitet i megawattområdet. Detta innebär att alkalisk vattenelektrolys kan användas för storskalig vätgasproduktion, vilket ger flexibilitet för att möta ökad efterfrågan.

Gasers renhet: Alkalisk vattenelektrolys producerar vätgas med hög renhet, vilket är viktigt för olika tillämpningar, inklusive bränsleceller, på grund av den effektiva separationen av väte- och syrgaser.

Energieffektivitet: alkalisk vattenelektrolys har jämförbar energiomvandlingseffektivitet med andra tekniker. Det innebär att en betydande del av den tillförda elenergin omvandlas till vätgasproduktion.

Miljövänlighet: alkalisk vattenelektrolys kan drivas av förnybara energikällor som vind- eller solkraft, vilket möjliggör produktion av grön vätgas. Detta resulterar i en ren och miljövänlig process som har ett minimalt bidrag till utsläppen av växthusgaser.

Säkerhet: Alkalisk vattenelektrolys är en väletablerad teknik som inte behöver oroa sig för katalysatorförgiftning eller problem med gasövergångar.

Det är viktigt att tänka på att även om alkalisk vattenelektrolys erbjuder flera fördelar, finns det också andra elektrolystekniker, såsom PEM, som har sina egna specifika fördelar och överväganden. Valet av elektrolysteknik beror på faktorer som önskad renhet för vätgas, kostnad, skalbarhet och integration med förnybara energikällor.

Tillämpningar av väte framställt genom alkalisk vattenelektrolys:

Råvara: Vätgas används i stor utsträckning som råvara i olika industrier och sektorer och fungerar som en nyckelkomponent i produktionen av kemikalier, i raffinaderier, ståltillverkning och kraftproduktion. Att producera vätgas genom alkalisk vattenelektrolys gör det möjligt för dessa industrier att minska koldioxidutsläppen.

Kemisk industri: Väte är en avgörande råvara som fungerar som en byggsten för syntes av en mängd olika kemiska föreningar och används vid produktion av ammoniak, metanol, väteperoxid och olika organiska föreningar.

Raffinaderier: Väte används i raffinaderier för väteprocesser, där det kombineras med tunga petroleumfraktioner för att avlägsna föroreningar och förbättra kvaliteten på bränsleprodukter.

Stålproduktion: Vätgas används inom järn- och stålindustrin som råvara för att reducera järnmalm till metalliskt järn i en process som kallas direktreduktion. Detta minskar koldioxidutsläppen i samband med traditionella produktionsprocesser.

Kraftproduktion: Vätgas kan användas som råvara för kraftproduktion genom användning av bränslecellsteknik, som omvandlar väte till elektricitet som kan användas som en ren energikälla.

Mobilitet: Användningen av vätgas i mobilitetstillämpningar underlättar övergången till koldioxidsnåla transporter och minskningen av utsläppen av växthusgaser. Det erbjuder fördelen att tillhandahålla en ren och hållbar energikälla för ett brett utbud av fordon och transportmetoder som bussar, lastbilar, taxibilar, personbilar och till och med tåg och fartyg. Vätgasdrivna bränslecellsfordon möjliggör längre räckvidd och snabbare tankningstider jämfört med batteridrivna elfordon, vilket också minskar vikten.

Bränsle: Genom att omvandla förnybar el till vätgas genom alkalisk vattenelektrolys kan vätgas som bränsle lagras och transporteras över långa avstånd, vilket buffrar och balanserar den intermittenta karaktären hos förnybar elförsörjning. Detta bränsle kan sedan användas för kraftproduktion, ångproduktion eller till och med för att ersätta naturgas i uppvärmningsapplikationer för bostäder.

Läs mer: INEOS tillämpningar för vätgas