Vaš vodnik po elektrolizerjih za proizvodnjo vodika

Vodik kot nosilec energije prihodnosti igra pomembno vlogo v boju proti globalnemu segrevanju. Če si želite zagotoviti lastno zanesljivo oskrbo s plinom, potrebujete le prave tehnologije za proizvodnjo vodika. Med njimi je na prvem mestu tako imenovani "elektrolizer", naprava, v kateri se voda razcepi na vodik in kisik. 

Ta vodik lahko shranite v tlačne posode pod visokim tlakom. Nato lahko z napravo, imenovano gorivna celica, na zahtevo proizvaja čisto energijo.

Težava je v tem, da je vodik najmanjša znana molekula, kar pomeni, da bi pri shranjevanju zavzel preveč prostora. Zato ga je najprej treba stisniti. 

Pri »zeleni proizvodnji vodika« se vodne molekule ločijo, da nastaneta vodik in čisti kisik. Za to je potreben elektrolizer, ki je običajno najdražji del takšne namestitve glede na kapitalske in obratovalne stroške. Predstavlja približno 70 % skupnih stroškov teh vrst tehnologij za proizvodnjo vodika. 

Niso pa vsi elektrolizerji enaki. Pravzaprav obstajajo štiri glavne tehnologije. Če želite sami proizvajati vodik, morate najprej ugotoviti, katera vrsta elektrolizerja je optimalna rešitev za vaše podjetje. 

Vse je odvisno od vašega načina uporabe. Energijo, pridobljeno z vodikom, je mogoče uporabljati na številnih različnih področjih – od avtobusov s pogonom na vodik do elektrarn. 
 

Oglejmo si štiri različne vrste elektrolizerjev in razlike med njimi: 

• Alkalni elektrolizer: To so najstarejši industrijski elektrolizerji in obstajajo že vrsto let. Pri tej tehnologiji se hidroksidni ioni prenašajo skozi elektrolit (v tem primeru alkalna raztopina) od katode do anode. Pri tem se proizvaja vodik. 
• Polimerna elektrolitna membrana (PEM): V teh elektrolizerjih se za prevajanje protonov od anode do katode uporablja trden polimerni elektrolit. Hkrati so elektrode električno izolirane. 
• Elektrolizer s trdnim oksidom: Ti elektrolizerji kot elektrolit uporabljajo trden keramični material in proizvajajo vodik na drugačen način. Elektrolit pri povišanih temperaturah prevaja negativno nabite kisikove ione. 
• Anionsko izmenjevalna membrana (AEM): Ta nova tehnologija deluje podobno kot alkalna elektroliza. V nasprotju z elektrolizo PEM pa ne zahteva uporabe dragih plemenitih kovin. 

Vsak sistem elektrolizerja ima svoje prednosti in pomanjkljivosti.
 

• Alkalni: Ta vrsta elektrolizerja ne zahteva uporabe redkih kovin. Je veliko cenejši od tehnologije PEM. Po drugi strani pa se počasi odziva na nihanje in potrebuje za zagon približno 20 minut. 
• PEM: Ta tehnologija je postala zelo priljubljena. Takšen elektrolizer je dražji od alkalnih elektrolizerjev, deloma zato, ker so potrebne redke kovine, a se hitro odziva na nihanja in se takoj zažene. 
• Trdni oksid: To je najučinkovitejša tehnologija, ki je že blizu industrializacije. A zaenkrat je tudi zelo draga. Jasno je, da se bodo stroški sčasoma znižali, ko se bo tehnologija začela širše uporabljati.  
• AEM: Ta tehnologija, ki je kombinacija alkalne elektrolize in tehnologije PEM, še ni industrializirana. Je prilagodljiva in ne zahteva uporabe redkih kovin. Ko bo ta tehnologija dodatno razvita, bi lahko postala trajnostna alternativa tehnologiji PEM.

Vsaka od teh tehnologij za proizvodnjo vodika ima svojo optimalno lastnost, ki določa, za katere načine uporabe je najprimernejša (pri spodnjih številkah se predpostavlja izpustni tlak od 5 do 100 barov). 
 

• Alkalna elektroliza: Pri tej tehnologiji je tlak proizvedenega zraka razmeroma nizek, v območju od 0 do 16 barov in v redkih primerih nekoliko višji. Ta dobro uveljavljena tehnologija je idealna za načine uporabe od 10 do 20 MW. 
• PEM: Običajni vhodni tlak proizvedenega zraka za to tehnologijo je 30 barov, lahko pa je tudi 10 barov višji ali nižji. Zaradi kratkega odzivnega časa je odlična izbira za manjše obrate. Čeprav je dražja, je primerna tudi za širši nabor načinov uporabe (od 10 do 40 MW). 
• Trdni oksid: Ta tehnologija zahteva paro, zato je odlična izbira za vse procese, pri katerih nastaja procesna para. Vhodni tlak proizvedenega zraka je približno enak atmosferskemu tlaku. Ta tehnologija, ki je še vedno razmeroma nova, je najboljša za načine uporabe od 5 do 20 MW.  
• AEM: Z vidika načinov uporabe je ta tehnologija podobna tehnologiji PEM. Vhodni tlak proizvedenega zraka je običajno 30 barov, lahko pa je 10 barov nižji ali višji. Ta tehnologija, ki se še vedno izpopolnjuje, je idealna za načine uporabe od 10 do 40 MW. 

Atlas Copco je razvil več lastnih tehnologij, ki dopolnjujejo različne tehnologije elektrolizerja. To vključuje tudi hibridno rešitev, ki deluje z različnimi vrstami elektrolizerjev in načinov uporabe. 

Če menite, da bi vam takšna prilagodljivost koristila, ali pa če niste prepričani, katera tehnologija je najboljša za vas, se obrnite na enega od naših strokovnjakov za proizvodnjo vodika. Pomagali vam bodo najti optimalno rešitev.