Електрохімічна технологія отримання водню та кисню високого тиску

Області застосування

Електрохімічну технологію отримання водню та створеного на її основі електролізера високого тиску призначено для використання некондиційної електроенергії, яка генерується за рахунок споживання поновлюваних джерел енергії, зокрема енергії вітру та сонцю з метою виробництва екологічно чистого енергоносія - водню, а також газоподібного кисню. Розробку призначено для використання на промислових об'єктах, де водень використовується як технологічний продукт (хімічної, металургійної, харчова промисловості та ін.) або в якості чистого енергоносія (енергетика, транспорт, комунальна сфера).

Короткий опис

Розроблено енергозберігаючу технологію електрохімічного одержання водню і кисню з використанням в якості матеріалу електродів металів зі змінною валентністю, що дозволило знизити витрати електроенергії на виробництво 1 м³ водню до 3,85 ÷ 4,1 кВт•год (традиційні лужні електролізери мають енерговитрати на рівні 4,3 кВт•год/м³). Технологічно-досяжний інтервал тиску газів становить 0,1-50,0 МПа при діапазоні робочих температур процесу електролізу 350 ÷ 423° К. Пропоновані конструкції дозволяють забезпечити задану продуктивність електролізерів, шляхом об'єднання ряду модулів в одному агрегаті.

Очікувані властивості

Основними ознаками даної розробки є використання хімічноактивних електродів і поділі в часі й просторі електролітичних процесів розкладання води й утворення водню і кисню. Робочий тиск газів обмежено граничною розчинністю газів в електроліті та міцністю корпусних деталей і арматури. По своєму технічному рівні, простоті монтажу і обслуговування, надійності й безпеці пропонована система перевершує існуючі аналоги.

Переваги

Реалізація запропонованої технології забезпечує:

• Зниження енерговитрат на одиницю виробленого продукту.
• Генерацію водню і кисню під високим тиском без застосування компресорної техніки.
• Підвищену надійність і безпеку експлуатації системи.
• Високу електрохімічну активність електродів без використання металів платинової групи, що зменшує вартість основного обладнання.

Конкуренти

Norsk Hydro (Норвегия),
Lurgi (ФРГ), University of Oklahoma (США),
General Electric Co (США);
корпорація Hydrogenics Europe N.V.

Стан розробки

З метою практичної реалізації запропонованої технології створено діючи зразки електролізерів продуктивністю 1,0 м³/год з тиском 15,0 МПа.
Розробка пройшла лабораторні і натурні випробування.

Інтелектуальна власність

• Пат. № 90421 України МПК51, С25В 1/02; С25В 1/04; С25В 1/12. Електролізна установка для одержання водню і кисню високого тиску
  Соловей В.В., Івановський О.І., Шевченко А.А., Жиров О.С., Макаров О.О.
  Опубл. 26.04.2010, Бюл. № 8.
• Пат. № 98705 України МПК51, С25В 1/02; С25В 9/04.
  Спосіб роботи електролізної установки для одержання водню і кисню високого тиску
  Соловей В.В., Шевченко А.А., Жиров О.С., Макаров О.О.
  Опубл. 11.06.2012, Бюл. № 11.

Контактна інформація

Виконавець: Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України

Проект №41 «Енерго-екологічні основи створення водневих технологій знешкодження канцерогенних сполук для транспортних та стаціонарних енергетичних систем»

Контактна особа:

Соловей Віктор Васильович

Е-mail: solovey@ipmach.kharkov.ua

---