الکترولایزر قلیایی طرح گرد

مواد اولیه:
هیدروژن به طور گسترده ای به عنوان ماده اولیه در صنایع و بخش های مختلف استفاده می شود و به عنوان یک جزء کلیدی در تولید مواد شیمیایی، در پالایشگاه ها، تولید فولاد و تولید برق عمل می کند. تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب قلیایی این صنایع را قادر می سازد تا کربن زدایی کنند.

صنایع شیمیایی:
هیدروژن یک ماده اولیه حیاتی است که به عنوان بلوک ساختمانی برای سنتز انواع ترکیبات شیمیایی عمل می کند و در تولید آمونیاک، متانول، پراکسید هیدروژن و ترکیبات آلی مختلف استفاده می شود.

پالایشگاه ها:
هیدروژن در پالایشگاه ها برای فرآوری آبی استفاده می شود، جایی که با بخش های سنگین نفت ترکیب می شود تا ناخالصی ها را حذف کرده و کیفیت محصولات سوختی را بهبود بخشد.

تولید فولاد:
هیدروژن در صنعت آهن و فولاد به عنوان ماده اولیه برای تبدیل سنگ آهن به آهن فلزی در فرآیندی به نام احیای مستقیم استفاده می شود. این امر انتشار کربن مرتبط با فرآیندهای تولید سنتی را کاهش می دهد.

تولید برق:
هیدروژن را می توان به عنوان ماده اولیه برای تولید برق از طریق استفاده از فناوری های پیل سوختی، که هیدروژن را به الکتریسیته تبدیل می کند و به عنوان منبع انرژی پاک قابل استفاده است، استفاده کرد.

تحرک:
استفاده از هیدروژن در کاربردهای تحرک انتقال به حمل و نقل کم کربن و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای را تسهیل می کند. این مزیت ارائه یک منبع انرژی پاک و پایدار برای طیف گسترده ای از وسایل نقلیه و روش های حمل و نقل مانند اتوبوس، کامیون، تاکسی، اتومبیل شخصی و حتی قطار و کشتی را ارائه می دهد. خودروهای پیل سوختی هیدروژنی در مقایسه با خودروهای برقی با باتری، برد طولانی‌تر و زمان‌های سوخت‌گیری سریع‌تر را امکان‌پذیر می‌کنند و همچنین وزن را کاهش می‌دهند.

سوخت:
با تبدیل الکتریسیته تجدیدپذیر به هیدروژن از طریق الکترولیز آب قلیایی، هیدروژن به عنوان سوخت می تواند در فواصل طولانی ذخیره و حمل شود و ماهیت متناوب منابع برق تجدیدپذیر را بافر و متعادل کند. سپس می توان از این سوخت برای تولید برق، تولید بخار و یا حتی برای جایگزینی گاز طبیعی در کاربردهای گرمایش خانگی استفاده کرد.

الکترولیز قلیایی دستگاهی است که از محلول الکترولیت، معمولاً هیدروکسید پتاسیم یا سدیم، برای تقسیم مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن از طریق فرآیندی به نام الکترولیز استفاده می‌کند. اصل شیمیایی پشت یک الکترولیز قلیایی بر اساس اصول الکتروشیمی است. در الکتروشیمی، واکنش های شیمیایی با انتقال الکترون ها از یک ماده به ماده دیگر انجام می شود. هنگامی که جریان الکتریکی به محلول الکترولیت وارد می شود، محلول الکترولیت را تحت فرآیندی به نام الکترولیز قرار می دهد. در طی این فرآیند، جریان الکتریکی باعث می شود که مولکول های آب به اتم های تشکیل دهنده خود یعنی هیدروژن و اکسیژن تقسیم شوند.

در یک الکترولیز قلیایی، این فرآیند با حضور محلول الکترولیت، که حاوی یون‌های هیدروکسید (OH-) است که انتقال الکترون‌ها بین الکترودها و مولکول‌های آب را تسهیل می‌کند، ممکن می‌شود. یون های هیدروکسید به آند با بار مثبت (الکترود متصل به ترمینال مثبت منبع تغذیه) و یون های هیدروژن (H+) به کاتد با بار منفی (الکترود متصل به ترمینال منفی منبع تغذیه) جذب می شوند. .

● در آند، مولکول‌های آب اکسید می‌شوند تا گاز اکسیژن و یون‌های هیدروژن با بار مثبت تشکیل شوند: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
● در کاتد، یون‌های هیدروژن برای تشکیل گاز هیدروژن احیا می‌شوند: 4H+ + 4e- → 2H2
● به طور کلی، واکنش را می توان به صورت زیر بیان کرد: 2H2O → 2H2 + O2

محلول الکترولیت با فراهم کردن یک محیط رسانا برای جریان الکترون ها بین الکترودها و مولکول های آب، نقش مهمی در این فرآیند ایفا می کند. یون های هیدروکسید موجود در محلول الکترولیت همچنین به حفظ سطح pH پایدار کمک می کند، که برای عملکرد کارآمد الکترولیز مهم است.