электролитический гидроводородный генераторВодород вырабатывается путем электролиза чистой воды, качество входящей воды напрямую определяет эффективность производства газа, чистоту водорода и срок службы оборудования. Будь то лабораторная газофазная хроматография подготовки газа, или промышленный топливный элемент для водородной сцены, если вода содержит избыточные примеси, легкая приводит к снижению эффективности электролиза, колебаниям чистоты водорода, тяжелая вызывает каркас в электролизной ванне, коррозию электродов и другие неисправности, увеличивая эксплуатационные расходы. Поэтому четкое определение строгих требований к качеству входящей воды и создание научной системы контроля качества воды являются основными предпосылками для обеспечения стабильной работы электролитического гидроводородного генератора.

Чистота входящей воды является основным показателем, измеряемым удельным сопротивлением или электропроводностью, а требования к чистоте для различных типов электролизеров значительно различаются. Протонная мембранная мембрана (PEM) электролитическая ванна из - за чувствительности мембранного материала к примесям, требуется гидроэлектрическое сопротивление ≥10Mомега · cm (25°C), соответствующая электропроводность 0,1 мкS / cm, должна соответствовать лабораторным стандартам воды; Традиционные щелочные электролизеры требуют немного более широких требований к качеству воды, но также требуют удельного сопротивления ≥1Mомега · cm и электропроводности 1 мкс / cm. При недостаточной чистоте входящей воды электролит в воде увеличивает помехи электропроводности, что приводит к увеличению потерь мощности электролиза - например, генератор 100L / min, при снижении сопротивления входящей воды с 10Mомега · см до 1Mомега · см, потребление энергии увеличится на 5 - 8%, одновременно ускоряя распад мембраны обмена протонами и сокращая ее срок службы.

Содержание ионных примесей должно строго контролироваться, уделяя особое внимание ограничению кальция, магния, хлора и других ионов, которые могут вызвать неисправность. Ионы кальция и магния являются основными причинами образования накипи в электролизере, общая твердость входящей воды (в CaCO26m) должна быть 1 мг / л, при превышении стандарта на поверхности электрода образуется карбонат кальция, осаждение гидроксида магния, препятствует электролитической реакции, что приводит к снижению расхода газа. Ионы хлора обладают сильной коррозионной способностью, разрушают электродное покрытие и электролитическую пленку, содержание хлора в воде должно быть 0,1 мг / л, особенно в электролизере PEM, превышение ионов хлора может привести к деградации мембранного материала, вызывая риск безопасности соединения водорода и кислорода. Кроме того, ионы тяжелых металлов, таких как железо и медь, должны быть 0,01 мг / л, чтобы избежать их осаждения на поверхности электрода, чтобы сформировать микробатарею, которая ускоряет коррозию электродов.

Хотя органическое и микробиологическое загрязнение легко упускается из виду, оно оказывает глубокое влияние на работу оборудования и требует установления целевых стандартов профилактики и контроля. Химическая потребность в кислороде в воде (COD) должна быть 1 мг / л, органическое вещество может быть окислено и разложено на мелкие молекулярные кислотные вещества во время электролиза, что снижает pH электролита и влияет на эффективность электролиза; В то же время органическое вещество, прикрепленное к поверхности электролитической пленки, блокирует мембранные отверстия, что приводит к снижению эффективности протонной проводимости. Микробиологическое загрязнение легко размножается в резервуарах и трубопроводах для хранения воды, образуя биопленку, отслаивающаяся биологическая флора может блокировать поток в электролизере, общее количество бактерий в воде должно быть 10 CFU / mL, рекомендуется использовать ультрафиолетовую или озоновую дезинфекцию для контроля содержания микроорганизмов.

Физические показатели в сочетании с процессом предварительной обработки являются важной частью обеспечения соответствия качества воды. Уровень мутности входящей воды должен быть выше 0,1 НТУ, чтобы убедиться, что в воде нет взвешенных частиц, чтобы избежать износа частиц электролитической пленкой или блокировки прецизионных каналов; Температура воды должна контролироваться на уровне 5 - 35°C, слишком низкая температура воды снижает скорость реакции электролиза, а слишком высокая может ускорить старение мембранного материала. Чтобы соответствовать вышеуказанным требованиям, вход воды должен пройти процесс « предварительной обработки + глубокой очистки»: сначала путем фильтрации кварцевого песка удаляются взвешенные частицы, затем активированный уголь адсорбирует органическое вещество и хлор, и, наконец, через комбинацию процессов обратного осмоса (RO) + ионообменной смолы для достижения глубокой очистки, чтобы обеспечить полное соответствие качества воды.

Мониторинг качества воды и регулярное техническое обслуживание являются замкнутыми гарантиями контроля качества воды. Рекомендуется установить онлайновый индикатор проводимости и индикатор сопротивления на входе, контролировать показатели качества воды в режиме реального времени, автоматически вызывать тревогу и отключать подачу воды, когда значение превышает порог; Содержание ионных примесей регулярно проверяется еженедельно, а система предварительной обработки ежемесячно подвергается обратной промывке и замене расходных материалов. Для оборудования, находящегося в длительном отключении, после продувки трубопровода с использованием высокочистого азота необходимо ввести свежую очищенную воду, чтобы избежать осаждения остаточных примесей в оборудовании.

Требования к качеству входящей воды электролитического гидроводородного генератора, по сути, являются « точным соответствием характеристик оборудования требованиям к качеству воды». От жестких стандартов чистоты и содержания ионов до всеобъемлющей профилактики и контроля органических веществ и микроорганизмов каждое требование вращается вокруг основной цели « повышения эффективности, обеспечения безопасности и продления жизни». Благодаря использованию очищенной воды в соответствии со стандартами, создание совершенной системы мониторинга качества воды может не только в полной мере использовать преимущества производительности генератора, но и снизить риск отказа и эксплуатационные расходы, обеспечить стабильную и надежную гарантию качества воды для поставок водорода во всех областях.