Leictrealú uisce chun H2 agus O2 a tháirgeadh
Tá cáilíocht chobhsaí ag anóidí tíotáiniam, na príomhchodanna de threalamh hidrigine agus ocsaigine leictrealaíoch, atá neamhdhíobhálach don chomhshaol agus níl aon truailliú tánaisteach acu, ró-acmhainneacht íseal, éifeacht mhaith coigilte fuinnimh, agus is féidir leo 15-20% den fhuinneamh a shábháil. Tá pláta, mogalra, cruthanna feadáin, agus páirteanna speisialta-chruthach.
1. Dul chun cinn taighde ar tháirgeadh hidrigine trí leictrealú uisce Is bealach tábhachtach é táirgeadh hidrigine trí leictrealú uisce chun ullmhú tionsclaíoch agus ar chostas íseal H2 a bhaint amach, agus féadann sé táirgí a bhfuil íonacht 99% go 99.9% acu a tháirgeadh. Gach bliain, sroicheann tomhaltas leictreachais mo thíre do tháirgeadh hidrigine trí leictrealú uisce níos mó ná (1.5×107) kW·h. Nuair a théann sruth idir na leictreoidí, déantar hidrigin a tháirgeadh ag an gcatóid, déantar ocsaigin a tháirgeadh ag an anóid, agus déantar uisce a leictrealú [2]. Is é an chuid lárnach den trealamh táirgeachta hidrigine leictrealú uisce ná an chill leictrealaíoch, agus is é an t-ábhar leictreoid an eochair don chill leictrealaíoch. Cinneann cáilíocht na feidhmíochta leictreoid den chuid is mó an voltas cille agus tomhaltas fuinnimh leictrealú uisce, agus bíonn tionchar díreach aige ar an gcostas. Go ginearálta is é an éifeachtacht a bhaineann le leictreachas a sholáthar chun uisce a dhianscaoileadh chun hidrigin a tháirgeadh ná 75% go 85%. Tá an próiseas simplí agus saor ó thruailliú, ach tá an tomhaltas cumhachta mór, agus mar sin tá a chur i bhfeidhm faoi réir srianta áirithe. Déantar leictrealú uisce i gcill leictrealaíoch, a líontar leictrilít agus a roinntear scairt i seomra anóid agus seomra catóide. Cuirtear leictreoidí i ngach seomra. Ós rud é go bhfuil seoltacht an-íseal ag uisce, úsáidtear tuaslagán uiscí (tiúchan de thart ar 15%) le leictrilít. Nuair a théann an sruth idir na leictreoidí ag voltas áirithe, déantar hidrigin a tháirgeadh ag an gcatóid agus déantar ocsaigin a tháirgeadh ag an anóid, rud a bhaint amach leictrealú uisce. Go teoiriciúil, is iad miotail platanam na miotail is idéalach le haghaidh leictreoidí leictrealú uisce, ach go praiticiúil, is minic a úsáidtear leictreoidí iarainn nicilphlátáilte chun trealamh agus costais táirgthe a laghdú. Nuair a dhéantar uisce a leictrealú, is é seo a leanas an fhoirmle imoibrithe leictreoid [3]. I dtuaslagán aigéadach, imoibriú catóide: 4H++4e=2H2∏=0V Imoibriú anóid: 2H2O =4H++O2+4e∏ =1.23V I dtuaslagán alcaileach, imoibriú catóide: 4H2O +4e=2H2+4OH∏=-0.828V Imoibriú anóid: 4OH-=2 H2O+O2+4e∏=0.401V Mar is léir ón bhfoirmle thuas, is é seo a leanas imoibriú iomlán leictrealú uisce, bíodh sé i dtuaslagán aigéadach nó alcaileach. 2H2O=2H2+O2 Níl baint ar bith ag voltas dianscaoilte teoiriciúil an uisce leis an luach pH, mar sin is féidir tuaslagáin aigéadacha nó alcaileach a úsáid mar leictrilítí. Mar sin féin, ó thaobh struchtúr cille leictrealaíoch agus roghnú ábhar, tá úsáid réitigh aigéadacha seans maith go lochtanna éagsúla. Dá bhrí sin, úsáidtear réitigh alcaileach sa tionscal anois.
(1) Teicneolaíocht leictrealú alcaileach traidisiúnta Faoi láthair, is modh coitianta agus aibí é leictrealú uisce alcaileach chun hidrigin a ullmhú. Ní gá trealamh ard a bheith ag an modh seo, agus tá an infheistíocht dírithe go príomha ar an trealamh; tá an hidrigin a tháirgtear íonachta ard, ach níl an éifeachtacht an-ard. Tá an próiseas sách neamhdhíobhálach don chomhshaol agus saor ó thruailliú, ach ídíonn sé go leor leictreachais agus mar sin tá sé faoi réir teorainneacha áirithe. Tá brú leictrealú uisce i dtionscal go ginearálta idir 1.65 agus 2.2 V. Tá saol seirbhíse an ábhair leictreoid agus tomhaltas fuinnimh leictrealú uisce mar phríomhfhachtóirí chun cáilíocht na n-ábhar leictrealú leictrealú uisce alcaileach a mheas. Nuair nach bhfuil an dlús reatha mór, is é an príomhfhachtóir tionchair an overpotential; nuair a mhéadaíonn an dlús reatha, déantar an titim ró-phoitéinseal agus an voltas friotaíochta mar phríomhfhachtóirí tomhaltas fuinnimh. In iarratais phraiticiúla, ba cheart go mbeadh na gnéithe seo a leanas ag leictreoidí tionsclaíocha [3]: (1) achar dromchla ard; (2) seoltacht ard; (3) gníomhaíocht leictricatalytic maith; (4) cobhsaíocht mheicniúil agus cheimiceach fadtéarmach; (5) deascadh mboilgeog beag; (6) roghnaíocht ard; (7) éasca a fháil agus ar chostas íseal; (8) sábháilteacht. Is minic a éilíonn leictrealú uisce dlús srutha níos mó (os cionn 4000 A/m2), agus mar sin tá pointí 2 agus 4 níos tábhachtaí. Toisc gur féidir le seoltacht ard an caillteanas fuinnimh de bharr polarú ohmic a laghdú, cinntíonn ardchobhsaíocht saolré fada na n-ábhar leictreoid. Is iad 1 agus 3 na ceanglais chun ró-acmhainneacht éabhlóid hidrigine agus ocsaigine a laghdú, agus is táscairí tábhachtacha iad freisin chun feidhmíocht leictreoid a mheas.
(2) Leictrilít polaiméire soladach teicneolaíocht leictrealú uisce SPE Ós rud é go bhfuil éifeachtacht íseal ag an electrolyzer le leacht mar leictrilít, go bhfuil sé deacair bogadh, agus go minic go n-éilíonn sé cothabháil, tá daoine ag lorg go gníomhach leictrilítí nua, rud a spreag forbairt agus cur i bhfeidhm taighde polaiméire soladach. leictrilít (SPE), ar a dtugtar freisin membrane malairte prótón (PEM). Faoi láthair, úsáideann an electrolyzer membrane soladach Nafion perfluorosulfonic aigéad mar leictrilít. Úsáideann an leictreoid miotail lómhara nó a n-ocsaídí a bhfuil ardfheidhmíocht chatalaíoch acu, a dhéantar i bhfoirm púdair le hachar dromchla sonrach mór, agus déantar iad a bhanna agus a bhrú ar an dá thaobh den membrane Nafion ag baint úsáide as Teflon chun meascán cobhsaí de membrane agus leictreoid a fhoirmiú.
(3) Próiseas leictrealú gaile ardteochta Modh eile chun hidrigin a tháirgeadh trí leictrealú uisce is ea leictrealú gaile ardteochta. Is modh é seo a dhíorthaítear ó chealla breosla ocsaíd soladach. Go ginearálta úsáideann an seomra leictrealú Y2O ZrO2 chobhsaithe mar an leictrilít. Dá airde an teocht, is ísle an fhriotaíocht. Mar sin féin, ó thaobh friotaíocht teasa an ábhair, b'fhearr an teorainn teocht uachtarach 1000 céim. De ghnáth, úsáidtear comhlacht sintéaraithe measctha de nicil agus ceirmeach mar an gcatóid, agus úsáidtear ocsaíd ilchodach tíotáiniam cailciam seoltaí mar anóid.
2. Táirgeadh bitheolaíoch hidrigine a fhorbairt Tá staidéar déanta le blianta fada ar an topaic maidir le miocrorgánaigh a úsáid chun hidrigin a tháirgeadh. Sna 1930í, tuairiscíodh an chéad tuarascáil ar choipeadh dorcha baictéarach chun hidrigin a tháirgeadh. Ina dhiaidh sin, i 1942, thuairiscigh Gaffron agus Rubin gur úsáid algaí glasa fuinneamh solais chun hidrigin a tháirgeadh, agus i 1949, d'aimsigh Gest agus Kamen baictéir a tháirgeann hidrigine fótatrófach. Dhearbhaigh Spruit i 1958 gur féidir le algaí hidrigin a tháirgeadh trí fhótalysis díreach gan gá le dé-ocsaíd charbóin a shocrú. Léirigh taighde Healy (1970) nuair a bhíonn an déine solais ró-ard, go gcuirfear bac ar phróiseas táirgthe hidrigine Chlamydomonas moewsuii mar gheall ar tháirgeadh ocsaigine. Le linn na géarchéime fuinnimh sna 1970idí, rinneadh go leor taighde ar tháirgeadh bithhidrigine ar fud an domhain. Thug Thauer le fios i 1976 go raibh sé deacair coipeadh dorcha a chur i bhfeidhm i dtáirgeadh iarbhír toisc nach bhféadfadh sé ach 4 mhol hidrigine agus 2 mhól d'aigéad aicéiteach a tháirgeadh ó 1 mol glúcóis ar a mhéad. Is féidir le baictéir fhótatrófacha foshraitheanna mar aigéid orgánacha a thiontú go hidrigin go hiomlán, agus mar sin ó shin i leith, tá taighde ar tháirgeadh bithhidrigine dírithe go bunúsach ar fhóta-choipeadh. Go luath sna 1980idí, tháinig laghdú de réir a chéile ar an tacaíocht d’fhuinneamh in-athnuaite i gcláir thaighde agus forbartha (T&F) ar fud an domhain. Faoi thús na 1990idí, bhí fadhbanna comhshaoil ag éirí níos tromchúisí, agus díríodh aird na ndaoine ar fhuinneamh malartach. Le tacaíocht ó T&F táirgeadh bithhidrigine sa Ghearmáin, sa tSeapáin, agus sna Stáit Aontaithe, rinneadh staidéar forleathan ar an réimse algaí a úsáideann fuinneamh solais chun hidrigin a tháirgeadh ó uisce. Mar sin féin, tá an éifeachtacht chomhshó fuinnimh gréine iomlán sa phróiseas seo fós an-íseal. Ar an láimh eile, is féidir le baictéir choipeadh dorcha agus fótatrófach hidrigin a tháirgeadh ó fhoshraitheanna ar chostas íseal nó ó dhramhaíl orgánach. Ós rud é gur féidir leis fuinneamh glan a tháirgeadh agus dramhaíl orgánach a chóireáil, thacaigh rialtais na SA agus na Seapáine le roinnt clár taighde fadtéarmach. Táthar ag súil go ndéanfar cur i bhfeidhm praiticiúil na teicneolaíochta táirgthe bithhidrigine a bhaint amach i lár an 21ú haois. Tá sé níos mó ná leathchéad bliain ó thángthas ar tháirgeadh miocróbach hidrigine, ach níor cuireadh táirgeadh bithhidrigine i bhfeidhm go praiticiúil. Tá go leor fadhbanna teicniúla fós le réiteach, mar shampla scagadh miocrorgánaigh, dearadh imoibreoirí, agus leas iomlán a bhaint as coinníollacha oibriúcháin, agus tugadh aird ar chostas na teicneolaíochta seo freisin. Ó thaobh na heacnamaíochta de, ní féidir le teicneolaíocht táirgthe bithhidrigine dul san iomaíocht le teicneolaíocht táirgthe hidrigine ceimiceach traidisiúnta go luath amach anseo. Ó thaobh chosaint an chomhshaoil de, áfach, beidh na hionchais do tháirgeadh bithhidrigine an-leathan. Áirítear le táirgeadh bithhidrigine: córas táirgthe bithhidrigine fótaisintéiseach (ar a dtugtar freisin córas táirgthe hidrigine bithfhótailithe díreach); córas táirgthe fótaisintéise bithhidrigine (ar a dtugtar freisin córas táirgthe hidrigine bithfhótailithe indíreach); fótaisintéiseach baictéir heitotrófach uisce imoibriú chomhshó gáis córas táirgthe hidrigine; córas táirgthe bithhidrigine photofermentation; córas táirgthe bithhidrigine choipeadh anaeróbach (ar a dtugtar freisin córas táirgthe bithhidrigin choipeadh dorcha); córas táirgthe bithhidrigine hibrideach fótaisintéise-choipeadh; córas táirgthe bithhidrigine in vitro hydrogenase, etc. Is foinse fuinnimh ghlan agus ardluach calrach é fuinneamh hidrigine. Is cinnte gurb é an modh is fearr don chine daonna amach anseo acmhainní uisce in-athnuaite a úsáid chun hidrigin a tháirgeadh.
Tar éis níos mó ná leathchéad bliain de thaighde, cé go bhfuil dul chun cinn mór déanta ag táirgeadh hidrigine leictrealú uisce agus teicneolaíocht táirgthe bith-hidrigine, tá siad fós go bunúsach sa chéim forbartha agus níor cuireadh in úsáid phraiticiúil iad fós. Déanann fachtóirí sriantacha éagsúla cosúil le héifeachtúlacht chomhshó fuinnimh gréine íseal, tomhaltas ardfhuinnimh de tháirgeadh hidrigine leictrealú uisce, cosc ar tháirgí, coinníollacha oibriúcháin, etc. ráta táirgthe hidrigine na gcóras táirgthe hidrigine atá ann cheana féin nach bhfuil ard go leor nó nach bhfuil eacnamaíoch, agus is gá go leor baic eile. a bhriseadh tuilleadh tríd. D'fhonn costais táirgthe a laghdú tuilleadh agus éifeachtúlacht táirgthe a leathnú, ullmhóimid le haghaidh oibríochtaí tráchtála sa todhchaí.
Cuideachta: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Tír: An tSín
Cuir: Bóthar Baoti, Jintai, cathair Baoji, Shaanxi, an tSín
Cel:+86 18391894207( WHATSAPP)
Gmail% 3aalisa@jmyunti.com
láithreán gréasáin http://www.jm-titanium.com
