Ūdeņraža ģenerators

Ūdeņraža ģeneratori izmanto ūdens elektrolītisko disociāciju, lai radītu nepārtrauktu augstas tīrības pakāpes ūdeņraža piegādi. Ūdens tīrība ir svarīga to optimālai darbībai.

Jāizvairās no šādiem piesārņotājiem:
Joni
Ūdenī esošie joni var traucēt elektrolīzes procesu un sabojāt elektroķīmiskās šūnas. No tiem vajadzētu izvairīties. Jonu apmaiņas sveķi un/vai reversās osmozes tehnoloģijas var noņemt lielāko daļu krāna ūdenī esošo jonu, padarot ūdeni piemērotu šim lietojumam.

Daļiņas
Daļiņas var nogulsnēties uz līnijām un membrānām, sabojāt elektroķīmiskās šūnas un traucēt instrumenta darbību.

Organika
Liela organisko vielu slodze var radīt nogulsnes uz elektrodu virsmas vai veidot pārklājumu uz membrānām, tādējādi ietekmējot vietējo strāvu. Turklāt baktērijas var izmantot organiskos savienojumus kā barības vielas, un tāpēc to daudzums jāsamazina līdz minimumam.

Baktērijas
Baktēriju līmenis ir jāsamazina līdz minimumam, lai novērstu bioplēves veidošanos instrumenta iekšpusē. baktēriju līmeni var samazināt, kontrolējot ūdenī esošo organisko vielu līmeni. Var izmantot arī filtrēšanu.

Ūdeņraža ģeneratoru lietotājiem jāievēro ražotāja ieteikumi attiecībā uz viņu instrumentiem nepieciešamo ūdens kvalitāti. Ūdens kvalitāte ir svarīga ūdeņraža ģeneratoru optimālai darbībai, un dažiem instrumentiem ir iebūvēti pretestības vai vadītspējas mērītāji, kas palīdz novērst instrumenta bojājumus nepareizas ūdens kvalitātes dēļ. Parasti ieteicams svaigi attīrīts ūdens, kura pretestība ir 1 MΩ.cm vai lielāka.

Ūdeņraža ražošana, izmantojot ūdeņraža ģeneratorus, kļūst par vienu no galvenajām iespējām enerģijas uzglabāšanai no ūdens un fosilā kurināmā. Ūdeņraža gāze tagad tiek izmantota dažos transportlīdzekļos kā degviela bez piesārņojuma, un gāze tiek iegūta no ūdens, un tās sadegšanas blakusprodukts ir ūdens. Tādējādi ūdeņraža ražošanai, visticamāk, būs svarīga loma kritisko enerģētikas problēmu risināšanā.
Tagad šī tehnoloģija tiek izmantota arī dažādos lietojumos, piemēram, kurināmā elementos, ķīmiskajā apstrādē, rafinēšanā, naftas reģenerācijā un tā tālāk.

Pastāvīga pētniecība un izstrāde ir devusi iespēju ieviest jauninājumus ūdeņraža ģeneratoros, kas ir drošāki, videi nekaitīgāki, efektīvāki un rentablāki līdzekļi ūdeņraža gāzes ražošanai pēc pieprasījuma nekā augstspiediena baloni galapatēriņam.

Ūdeņraža ģeneratora galvenā sastāvdaļa ir tā elektrolizatora šūna, kas ietver divus elektrodus, ti, anodu un katodu. Abi elektrodi ir atdalīti ar jonu apmaiņas membrānu. Lai veiktu elektrolīzes procesu, pie elektrodiem tiek izmantots platīna katalizators. Šķidrais amonjaks ir izejviela, ko izmanto ūdeņraža ģeneratorā. Pēc iztvaicēšanas sadalīšanās katlā tiek uzstādīts aktivētais niķeļa katalizators. Kad siltuma apmaiņa ir veikta, sadalītā gāze atdziest, amonjaka gāze tiek atgūta no siltuma un nonāk sadalīšanās katlā sadalīšanai. Tiek ģenerēta jaukta gāze, kas parasti nonāk gāzes attīrīšanas sistēmā, lai atbrīvotos no mitruma un citiem piemaisījumiem. Tādā veidā tiek ģenerēts ūdeņradis.

Lai gan ūdeņraža enerģijas uzglabāšana ir dārgāka nekā fosilais kurināmais tās lielāka blīvuma dēļ, cilvēku izpratnes pieaugums visā pasaulē par videi draudzīgiem un bezemisiju transportlīdzekļiem palielina pieprasījumu pēc ūdeņraža. Āzijas un Klusā okeāna reģionam pašlaik pieder lielākā tirgus daļa, ko izraisa daudzi faktori, piemēram, pieprasījuma pieaugums pēc kurināmā elementiem automobiļu rūpniecībā, pieprasījuma pieaugums pēc dažādiem amonjaka mēslošanas līdzekļiem un citiem.

Arī ražošanas iekārtu īslaicīga slēgšana zināmā mērā kavēja ūdeņraža ģeneratoru tirgus izaugsmi. No otras puses, pieprasījums pēc nepārtrauktas enerģijas slimnīcās, īpaši pandēmijas sākotnējā periodā, ir veicinājis pieprasījumu pēc ūdeņraža kurināmā elementiem, tādējādi pozitīvi ietekmējot ūdeņraža ģeneratoru tirgu.

Turklāt prasība pēc daudzām ķīmiskām izejvielām vairākās nozarēs sniedz ienesīgas iespējas ūdeņraža ģeneratoru nozares izaugsmei. Straujā tehnoloģiju attīstība un ūdeņraža ģeneratoru elektriskā efektivitāte tuvākajā nākotnē radīs milzīgas perspektīvas un eksponenciālu izaugsmi tirgū

Ūdeņraža ģenerators ir ierīce, ko izmanto ūdeņraža gāzes (H2) ģenerēšanai, un tā darbības princips ir balstīts uz elektrolītiskā ūdens reakciju. Tālāk ir norādīts ūdeņraža ģeneratora darbības princips un funkcija:

Darbības princips
Ūdeņraža ģeneratora darbības princips galvenokārt ietver ūdens elektrolīzes reakciju. Parasti ūdens (H2O) sastāv no ūdeņraža (H2) un skābekļa (O2), savukārt ūdens elektrolīzes procesā tas sadalās ūdeņradī un skābeklī. Īpašās reakcijas vienādojums ir šāds:

2H2O (liquid) ->2H2 (gāze) + O2 (gāze)
Ūdeņraža ģeneratorā parasti izmanto elektrolītisko elementu, kas ietver divus elektrodus: anodu un katodu. Šie divi elektrodi ir iegremdēti elektrolīta šķīdumā, parasti sārmainā (piemēram, nātrija hidroksīda) vai skābā (piemēram, sērskābes) šķīdumā.
Ja ārējs barošanas avots (parasti līdzstrāvas avots) ir pievienots elektrolītiskās šūnas elektrodiem, notiek šādas divas reakcijas:

Uz katoda ūdens molekulas (H2O) saņem elektronus un tiek reducētas par ūdeņraža gāzi (H2).
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2 (gāze)+2 hidroksīda joni (2OH -)
Uz anoda ūdens molekulas zaudē elektronus un izdalās skābeklis (O2):
2H2O (liquid) ->O2 (gāze)+4 ūdeņraža joni (4H+)+4 elektroni
Šīs reakcijas sadala ūdeni ūdeņradī un skābeklī, kas tiek izvadīti no gāzes izplūdes elektrolīzes šūnā, savukārt skābeklis tiek izvadīts no gāzes izplūdes elektrolīzes šūnā.

Funkcija
Ūdeņraža ģeneratora galvenā funkcija ir radīt augstas tīrības pakāpes ūdeņraža gāzi. Tam ir plašs pielietojumu klāsts dažādās laboratorijās un rūpnieciskos lietojumos, tostarp, bet ne tikai:
Laboratorijas pielietojums: izmanto ķīmiskiem eksperimentiem laboratorijā, paraugu sagatavošanai un kā reducētāju reakcijas kamerā.

Rūpnieciskais pielietojums: izmanto rūpnieciskos procesos, piemēram, metālu metināšanā, pusvadītāju ražošanā, ķīmiskajā ražošanā utt. Ūdeņradi izmanto arī kā degvielu kurināmā elementiem un ūdeņraža transportlīdzekļiem.

Enerģijas uzglabāšana: Ūdeņradis tiek uzskatīts par vienu no atjaunojamās enerģijas uzglabāšanas veidiem, un ūdeņraža ģeneratorus izmanto, lai pārveidotu elektroenerģiju par ūdeņradi, lai vajadzības gadījumā ražotu elektroenerģiju.

Laboratorija un pētījumi: laboratorijā un pētniecības jomā ūdeņradi var izmantot, lai pētītu ūdeņraža ķīmiskās īpašības, ūdeņraža enerģijas tehnoloģiju un saistītās pētniecības jomas.

Mitrums
Ūdeņraža ģeneratori ūdeņraža ražošanai izmanto ūdeni un elektrību. Ūdeņraža ģenerators izmanto elektrību, lai atdalītu skābekli un ūdeņradi, un pēc tam izdala skābekli vienā pusē un ūdeņradi no otras puses.
Tā kā tas izmanto ūdeni, ģeneratora iekšpusē ir daudz mitruma, kas var būt trokšņa avots pētniecības un izstrādes laikā, kas ir viens no šķēršļiem, kas mums bija jāpārvar.
Ūdeņraža ģeneratoram ir divas absorbējoša materiāla kolonnas, kuru mērķis ir samazināt mitrumu. Mitrums ir ļoti zems, taču, tā kā mūsu sensori ir ļoti jutīgi pret mitruma līmeni, mums bija nepieciešams veids, kā vēl vairāk pazemināt šo līmeni.
Mēs izvirzījām šo jautājumu konferences laikā, un viena no mūsu iegūtajām atziņām bija tāda, ka ir iespējams izmantot vairāk šādu mitruma slazdu. Interesanti, ka šīs kolonnas var izžāvēt un izmantot atkārtoti, ja esat pārliecināts, ka varat tās pietiekami labi noblīvēt, lai nerastos noplūde.

Spiediens
Darbojoties ar ūdeņraža ģeneratoru, mums bija svarīgi arī uzzināt, ka konkrētais ūdeņraža ģenerators, ko mēs izmantojam, spēj izturēt spiedienu līdz 5 bāriem. Viena no mūsu vajadzībām ir piepildīt mazus cilindrus ar H2 ar spiedienu, kas ir augstāks par atmosfēras līmeni. Lai piepildītu šos balonus, mums ir nepieciešams, lai H2 avotam būtu lielāks spiediens nekā mērķa spiediens.

Plūsma
Mēs uzzinājām, ka konkrētajam mūsu izmantotajam ūdeņraža ģeneratora modelim tā paredzētais lietošanas gadījums ir daļa no GC, kur ūdeņradis tiek izmantots kā gāzes nesējs. Tā kā GC nepieciešamas mazākas plūsmas, ģenerators nevarēja izturēt mūsu ievadīto plūsmas ātrumu, un tāpēc tas radīja problēmas.
Mazāks plūsmas līmenis ir drošāks lietošanai. H2 ģeneratoram ir arī aizsardzības protokoli, kas automātiski pārbauda, ​​vai ir ūdeņraža patēriņš (pamatojoties uz zināmu plūsmas pretestību), lai ūdeņradis laboratorijā neizplatītos.

Produkti tiek pārdoti visos Ķīnas reģionos un tiek eksportēti uz pasaules valstīm. Tie ir pārdoti vairāk nekā 20 valstīs un reģionos, tostarp ASV, Vācijā, Marokā, Kenijā, Saūda Arābijā, Vjetnamā, Alžīrijā, Indijā, Tanzānijā un Taivānā. Veiksmīgi nodrošināti labi zināmi uzņēmumi, piemēram, China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group un citi labi zināmi uzņēmumi. Ir daudzas zaļās ūdeņraža hidrogenēšanas stacijas, piemēram, Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming uc nodrošina zaļo un ūdeņraža ražošanas projektus.