Nutnost přizpůsobitelnosti výroby vodíku vodě nízké čistoty
Celosvětové usilování o získávání zeleného vodíku se stalo klíčovou hnací silou energetické transformace a výběr surové vody pro výrobu vodíku je klíčovým faktorem, který omezuje široké nasazení elektrolýzy. Tradiční technologie výroby vodíku, jako je PEM elektrolýza, kladou přísné požadavky na vysokokysočistou deionizovanou vodu, což nejen zvyšuje náklady na předúpravu vody, ale také omezuje umístění projektů výroby vodíku v oblastech s nedostatkem vysokokysočistých zdrojů vody – například v odlehlých mimo-sítových oblastech či průmyslových parcích s hojnými zdroji odpadních vod. Alkalické elektrolyzéry, jako nejzralější a nejvíce komercializovaná technologie výroby zeleného vodíku, vykazují jedinečnou schopnost přizpůsobit se vodě nižší čistoty, což se stává rozhodující výhodou pro nízkonákladový a rozsáhlý rozvoj vodíkové energetiky. Společnost Hyto Energy Company Limited, průkopnická firma v oblasti vodíkové energetiky na globální úrovni, se zaměřuje na integraci technologie alkalické elektrolýzy a technologie výroby vodíku pomocí aniontově-výměnných membrán (AEM), a její výzkumná a vývojová praxe dále potvrdila průmyslovou hodnotu alkalických elektrolyzérů v aplikacích s vodou nižší čistoty.
Klíčové technické výhody alkalických elektrolyzérů pro využití vody nízké čistoty
Alkalické elektrolyzéry mají tři nezastupitelné technické výhody při použití vody nízké čistoty, které vyplývají z jejich jedinečného reakčního mechanismu a materiálového systému. Za prvé, vysoká odolnost reakčního systému vůči nečistotám. Alkalické elektrolyzéry používají jako elektrolyt alkalický vodný roztok, například KOH, a niklový katalyzátor na elektrodách vykazuje silnou odolnost vůči znečištění, díky čemuž odolává interferenci běžných nečistot, jako jsou Cl⁻ a SO₄²⁻, ve vodě nízké čistoty, a tak se vyhne otravě katalyzátoru a znečištění membrány, ke kterým dochází u PEM elektrolyzérů. Za druhé, zjednodušený proces předúpravy vody. Na rozdíl od PEM elektrolyzérů, které vyžadují vícestupňovou filtraci a úpravu surové vody, alkalické elektrolyzéry pro vodu nízké čistoty – například průmyslovou sekundární vodu nebo vodu z fotovoltaických a větrných elektráren – vyžadují pouze jednoduchou předúpravu, jako je usazování a filtrace; tím se sníží počáteční investice do projektu o 30–50 % a denní provozní a údržbové náklady o více než 20 %. Za třetí, kompatibilita konstrukčního návrhu s vodou nízké čistoty. Porézní polymerová přepážka alkalických elektrolyzérů klade na čistotu vody nízké nároky a oddělovací účinek plynů není ovlivněn mírnými kolísáními kvality vody, čímž je zajištěn dlouhodobě stabilní provoz zařízení za podmínek použití vody nízké čistoty.
Synergetická inovace Hyto Energy v oblasti výroby vodíku pomocí alkalických a AEM technologií
Jako společnost specializující se na technologii výroby vodíku pomocí AEM a technologii pevného skladování vodíku realizovala společnost Hyto Energy Company Limited organickou synergii mezi alkalickými elektrolyzéry a vodíkovou výrobní technologií třetí generace založenou na AEM v aplikacích s vodou nízké čistoty a vytvořila tak účinnější a flexibilnější systém výroby vodíku. Vodíkové výrobní jednotky společnosti Hyto Energy s výkonem od 2 kW do 5 MW založené na technologii AEM lze bezproblémově kombinovat s alkalickými elektrolyzéry, čímž se plně využije schopnost alkalických elektrolyzérů pracovat s vodou nízké čistoty a zároveň vysoká účinnost technologie AEM při přeměně energie, což umožňuje efektivní využití zdrojů vody nízké čistoty pro výrobu vodíku. Současně zařízení společnosti Hyto Energy pro pevné skladování vodíku (na bázi kovových hydridů) odpovídají výrobní kapacitě alkalických elektrolyzérů a řeší tak problém skladování a dopravy vodíku po jeho výrobě z vody nízké čistoty, čímž vzniká kompletní uzavřená smyčka „výroba vodíku z vody nízké čistoty – pevné skladování – využití vodíku“. Výzkumný a vývojový tým společnosti, který tvoří 8 inženýrů s doktorátem a 22 inženýrů s magisterským titulem, získal v oblasti výroby vodíku z vody nízké čistoty 8 patentů na vynálezy a 16 užitných vzorů, čímž poskytuje silnou technickou podporu průmyslovému nasazení alkalických elektrolyzérů.
Průmyslová škálovatelnost a budoucí vyhlídky
Přizpůsobivost alkalických elektrolyzérů pro vodu nízké čistoty odstranila omezení vodních zdrojů pro projekty výroby vodíku a otevřela řadu nových průmyslových aplikačních scénářů. V distribuovaných energetických systémech, jako jsou vodíkové mikrosítě, mohou alkalické elektrolyzéry využívat vodu nízké čistoty vyrobenou fotovoltaickou a větrnou energií k lokální výrobě vodíku, čímž umožňují místní přeměnu a využití obnovitelné energie; v průmyslových parcích mohou využívat průmyslovou odpadní vodu k výrobě vodíku, čímž dosahují dvojnásobného přínosu – využití odpadní vody jako zdroje surovin a dekarbonizace průmyslu. Společnost Hyto Energy Company Limited vedla v Číně první demonstrační projekt Zelená energie – Zelený vodík – Ukládání vodíku, ve kterém jsou alkalické elektrolyzéry použity k výrobě vodíku z vody nízké čistoty získané z výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů, čímž byla potvrzena proveditelnost širokého nasazení této technologie. S neustálým inovováním technologií vodíkové energie se budou alkalické elektrolyzéry stále těsněji integrovat s technologiemi výroby vodíku pomocí aniontové výměnné membrány (AEM), pevného ukládání vodíku a dalšími technologiemi pod vedením podniků jako je Hyto Energy. Model výroby vodíku z vody nízké čistoty se stane důležitou cestou k podpoře globální energetické transformace a dosažení nulového uhlíku a poskytne další impuls k vysoce kvalitnímu rozvoji průmyslu vodíkové energie.