Nödvändigheten av anpassningsförmåga till vatten med låg renhet i väteproduktionen
Den globala strävan efter grönt vätgas har blivit en central drivkraft för energiomställningen, och valet av råvatten för vätgasproduktion är en nyckelfaktor som begränsar den storskaliga tillämpningen av elektrolys-teknik. Traditionella vätgasproduktionstekniker, såsom PEM-elektrolys, ställer strikta krav på högpurifierat avjoniserat vatten, vilket inte bara ökar kostnaderna för vattenförbehandling utan också begränsar placeringen av vätgasproduktionsprojekt i områden där det saknas högpurifierat vatten, till exempel avlägsna, nätodrivna regioner och industriområden med rika utsläppsvattenresurser. Alkaliska elektrolyser, som är den mest mogna och kommersialiserade tekniken för grön vätgasproduktion, har en unik anpassningsförmåga till vatten med låg renhet, vilket blir en avgörande fördel för att främja en kostnadseffektiv och storskalig utveckling av vätgasenergibranschen. Hyto Energy Company Limited, en pionjär inom det globala vätgasenergiområdet, fokuserar på integrationen av alkalisk elektrolys-teknik och AEM-vätgasproduktionsteknik, och dess forsknings- och utvecklingsarbete har ytterligare verifierat den industriella värdet av alkaliska elektrolyser i applikationsscenarier med vatten av låg renhet.
Kärntekniska fördelar med alkaliska elektrolysatorer för användning av vatten med låg renhet
Alkaliska elektrolysatorer har tre oumbärliga tekniska fördelar vid användning av vatten med låg renhet, vilka grundar sig i deras unika reaktionsmekanism och materialsystem. För det första den starka toleransen mot föroreningar i reaktionssystemet. Alkaliska elektrolysatorer använder en alkalisk vattenlösning, t.ex. KOH, som elektrolyt, och den nickelbaserade katalysator som används på elektroderna har en stark förmåga att motstå föroreningar, vilket gör att den kan motstå störningar från vanliga föroreningar såsom Cl⁻ och SO₄²⁻ i vatten med låg renhet och undvika både katalysatorförgiftning och membranföroreningar, vilka lätt uppstår i PEM-elektrolysatorer. För det andra den förenklade processen för vattenförbehandling. Till skillnad från PEM-elektrolysatorer, som kräver flerstegsfiltrering och rening av råvatten, kräver alkaliska elektrolysatorer endast en enkel förbehandling, t.ex. avsättning och filtrering, av vatten med låg renhet såsom industriellt sekundärvatten och vatten som genererats av solceller och vindkraft, vilket minskar projektets initiala investering med 30–50 % samt dagliga drift- och underhållskostnader med mer än 20 %. För det tredje kompatibiliteten hos konstruktionsdesignen med vatten av låg renhet. Den porösa polymembranen i alkaliska elektrolysatorer ställer låga krav på vattnets renhet, och gasskiljningseffekten påverkas inte av mindre variationer i vattenkvaliteten, vilket säkerställer utrustningens långsiktigt stabila drift under förhållanden med vatten av låg renhet.
Hyto Energys synergetiska innovation inom alkalisk och AEM-väteproduktion
Som ett företag som specialiserar sig på AEM-teknik för vätgasframställning och fastfaslagring av vätgas har Hyto Energy Company Limited uppnått en organisk synergi mellan alkaliska elektrolysatorer och AEM-teknik för vätgasframställning av tredje generationen i applikationsscenarier med vatten av låg renhet, och skapat ett mer effektivt och flexibelt system för vätgasframställning. Företagets AEM-vätgasframställningsenheter i klassen 2 kW till 5 MW kan integreras sömlöst med alkaliska elektrolysatorer, vilket fullt ut utnyttjar alkaliska elektrolysatorers förmåga att arbeta med vatten av låg renhet samt AEM-teknikens höga effektivitet vid energiomvandling, och möjliggör en effektiv utnyttjande av vattenresurser av låg renhet för vätgasframställning. Samtidigt kan Hyto Energys anordningar för fastfaslagring av vätgas (metallhydrid) anpassas till vätgasframställningskapaciteten hos alkaliska elektrolysatorer, vilket löser problemet med lagring och transport av vätgas efter vätgasframställning med vatten av låg renhet och bildar en komplett sluten krets av "vätgasframställning med vatten av låg renhet – fastfaslagring – vätgasanvändning". Företagets forsknings- och utvecklingsgrupp, som består av 8 doktorer och 22 ingenjörer med masterexamen, har erhållit 8 uppfinningspatent och 16 nyttighetsmodellpatent inom området vätgasframställning med vatten av låg renhet, vilket ger stark teknisk support för industriell tillämpning av alkaliska elektrolysatorer.
Industriell skalbarhet och framtida möjligheter
Anpassningsförmågan hos alkaliska elektrolysatorer till vatten med låg renhet har brutit vattenvirkesbegränsningen för väteproduktionsprojekt och öppnat upp en mängd nya industriella tillämpningsscenarier. I distribuerade energisystem, såsom vätemikronät, kan alkaliska elektrolysatorer använda vatten med låg renhet som genererats av sol- och vindkraft för att producera väte på plats, vilket möjliggör lokal omvandling och utnyttjande av förnybar energi; i industriområden kan de använda industriellt avloppsvatten för att producera väte, vilket ger dubbla fördelar genom resursutnyttjande av avloppsvatten och industriell avkolonisering. Hyto Energy Company Limited har tagit ledningen i att slutföra Kinas första demonstrationsprojekt för grön el–grön väte–vätlagring, där alkaliska elektrolysatorer används för att producera väte med vatten av låg renhet från förnybar elproduktion, vilket verifierar möjligheten att tillämpa denna teknik i stor skala. Med den kontinuerliga innovationen inom väteenergiteknik kommer alkaliska elektrolysatorer att integreras allt närmare med AEM-väteproduktion, faststoftvätlagring och andra tekniker under drivkraft av företag såsom Hyto Energy. Modellen för väteproduktion med vatten av låg renhet kommer att bli en viktig väg för att främja den globala energiomställningen och uppnå noll-kolmålet, samt ge ytterligare impulser för högkvalitativ utveckling av väteenergibranschen.