Att öka effektiviteten i elektrolysen är avgörande för att få ner produktionskostnaderna vid framställningen av grön vätgas. Finjusteringar av driftvariabler i elektrolysörer, såsom temperatur och drifttryck, har potential att öka energieffektiviteten betydligt. Genom att finjustera dessa parametrar kan framställningen av grön vätgas maximeras samtidigt som man minskar såväl användningen av förnybar energi som materialslitage.
Vätskeanalys
Mätning av vattenkvalitet för effektiv elektrolys
Grön vätgasframställning innefattar elektrolys av vatten. Denna process kräver stora mängder vatten. Hållbar användning av vattenresurser är en viktig aspekt när det gäller framställning av grön vätgas. I elektrolys måste renvatten eller destillerat vatten användas för att minimera förekomsten av orenheter som kan störa den kemiska reaktionen och göra processen för grön vätgasframställning mindre effektiv. Högrent vatten erhålls genom processer som omvänd osmos.
Konduktivitet är en viktig mätparameter när det gäller att säkerställa vattnets renhet. Vår digitala konduktivitetssensor Memosens CLS16E med Memosens 2.0-teknik möjliggör exakt mätning i mätområden med den lägsta konduktiviteten, utökad lagring av sensor- och processdata och beröringsfri dataöverföring
Flödesmätare används för att övervaka konduktiva vätskor och säkerställa att elektrolysörens vattentillförsel är tillförlitlig. Promag W 10 är världens första elektromagnetiska flödesmätare för obegränsade mätningar
När det gäller alkaliska elektrolysörer används vanligtvis vortexmätare som Prowirl F 200 för att mäta rent vatten
Att mäta trycket när man bereder vatten för elektrolys är viktigt för att detektera blockeringar i filtrering och osmos. Vår Cerabar PMP51B är en tillförlitlig och användarvänlig sensor som reducerar antalet systemfel vid grön vätgasframställning
Nivåmätning är avgörande för att bibehålla ett jämnt flöde, förhindra att anläggningen blir torrlagd samt gynna en effektiv användning av resurser. Levelflex FMP51 passar väte- och syrgasseparatorer och är mycket resistent mot frätande ämnen
Mängden totalt organiskt kol (TOC) och kiseldioxid varierar beroende på vattenkällan (kommunalt vatten, flodvatten, grundvatten, återvunnet vatten osv.). Förlita dig på kiseldioxidanalysator Liquiline System CA80SI och analysator CA78 för totalt organiskt kol, för exakta mätningar
I denna metod fungerar en alkalisk lösning, vanligtvis kaliumhydroxid, som elektrolyten som möjliggör de elektrokemiska reaktionerna. Alkaliska elektrolysörer är en beprövad teknik främst inom kemisk framställning som omkonfigureras för vätgasframställning och passar storskaliga anläggningar för framställning av grön vätgas.
För exakt flödesmätning av våt vätgas, är en vortexflödesmätare som t.ex. Prowirl F 200 det perfekta valet. Elektrolyter baserade på NaOH eller KOH mäts vanligtvis med hjälp av elektromagnetiska flödesmätare som Promag P 10
Att hantera vattennivån i anod- och katodseparatorer är avgörande för säker drift av all elektrolysteknik, och särskilt viktigt i alkaliska elektrolysörer på grund av den frätande naturen hos KOH-elektrolyter. Nivådetektering i vätskor med vibrerande stämgaffel med Liquiphant FTL51B förhindrar överfyllnad
Elektrolysörens temperatur påverkar elektrolysreaktionens hastighet. Dessutom kan elektrolysören överhettas på grund av för dålig vattentillförsel. Vår temperatursensor iTHERM Moduline TM131 kan användas för att optimera elektrolysörens driftparametrar
PEM-elektrolysörer (PEM = protonutbytesmembran) är en annan teknik som används i stor utsträckning utöver alkaliska elektrolysörer. Tekniken använder ett fast polymermembran som elektrolyt, vilket möjliggör en kompakt konstruktion och exakt kontroll. Det gör denna teknik särskilt lämpad för applikationer inom grön vätgasframställning som kräver flexibilitet och responsivitet. PEM-elektrolysörer har fördelar som hög verkningsgrad och snabb respons på förändringar i belastningen, och är lämpade för decentraliserade applikationer.
Coriolis-massflödesmätare är mycket exakta och tillförlitliga vid mätning av massflöde. Promass Q 300 kan användas för att optimera driftparametrarna för PEM-elektrolysören
Levelflex FMP51 är lämpad för tillförlitlig nivåmätning i väte- och syrgasseparatorer
Vår Cerabar PMC71B med keramikmembran är extra robust i ultrarent matarvatten med tendens till metallurlakning och mycket föränderliga driftförhållanden
Höga tryck i PEM-elektrolysörer kan leda till sprickor i dykfickor. iTHERM Moduline TM131 tillhandahåller tillförlitlig mätning och ökad säkerhet tack vare dess andra processbarriär och detektering av skador på dykfickan
Vattenelektrolys med
anjonmembran (Anion Exchange Membrane – AEM)
Till skillnad från andra typer av elektrolysörer använder sig AEM-elektrolysörer av en alkalisk lösning och ett membran som transporterar hydroxidjoner (OH-). Vid anoden separeras vattnet till syrgas- och hydroxidjoner. Membranet för med sig hydroxidjonerna till katoden där de reagerar med elektroner (från elförsörjningen) för att framställa vätgas. AEM-elektrolysörer har den potentiella fördelen att man kan använda billigare katalysatorer jämfört med PEM-elektrolysörer.
Att bibehålla en jämn balans mellan vattentillförsel och vattenavledning är avgörande för membranets stabilitet och effektivitet. Detta kan uppnås med den elektromagnetiska flödesmätaren Promag P 300
Gaskorsning eller tvärmembrangenomträngning kan mildras genom att man använder elektrolysörens katodsida (H2) med ett högre tryck än anodsidan (O2). Att övervala differenstrycket kan vara avgörande för att säkerställa att elektrolysörerna fungerar som de ska, särskilt när de två sidorna kör med liknande tryck. Detta kräver noggrann övervakning med Deltabar PMD75B
Högtemperaturelektrolys eller fastoxid-elektrolys (SOEC) är en ny teknik som förlitar sig på ånga istället för vatten eller elektrolyter. Drift i höga temperaturer (600–1 000 °C) ökar effektiviteten något enormt i elektrolysprocessen, särskilt vid integrering med spillvärme eller andra mycket effektiva värmekällor.
Extrema arbetstemperaturer kräver starka och hållbara sensorer
Komplexa gasblandningar kräver exakt analys av de föränderliga gassammansättningarna. Gasanalysator Raman Rxn5 erbjuder tillförlitlig integrerad spektroskopi
Ångapplikationer med höga temperaturer kräver exakta och hållbara flödesmätningar
Vätgas måste uppfylla strikta kvalitetskrav beroende på metoden för transport och användning, särskilt i bränsleceller (ISO 14687:2019). Optiska tekniker för mätning av fukt (H2O) och syre (O2) erbjuder underhållsfri drift tack vare deras inneboende robusthet och tillförlitlighet.
Mycket snabba svarstider för identifiering av orenheter i processen
Inga rörliga delar, ingen elektrolys, och optik med lång livslängd som nästan är underhållsfri
Enkel installation och driftsättning med Heartbeat Technology-statusövervakning
Wildfire Energy relies on measurement technology and support from Endress+Hauser to ensure efficient hydrogen and syngas production from biomass and residual waste.
Messer framställer vätgas i en ångreformator. Anläggningen har ett stort antal skydds- och säkerhetsanordningar där tryckvärden spelar en viktig roll.
/
Slutnoter
Relaterade berättelser
Upptäck varför vi är rätt partner för hållbar och säker framställning av grön vätgas
Kraftverk: vätgas inom elproduktion
Upptäck vilken potential vätgas har när det gäller att minska koldioxidutsläpp som en avgörande råvara i kraftverks- och energisektorn. Ta reda på hur Endress+Hauser kan hjälpa er på vägen till nettonollutsläpp.
Ökad verkningsgrad vid framställning av grön vätgas
Upptäck hur optimering av processer och innovationer revolutionerar verkningsgraden vid grön vätgasframställning, vilket bidrar till ett renare energilandskap. Läs mer!
Instrumentering för säker vätelagring
Utforska vårt innovativa sortiment av instrumentering för säker vätelagring.
Förbättra säkerheten och effektiviteten i väteinblandningsprocesserna
Upptäck vårt omfattande erbjudande och dra nytta av den mångåriga expertisen inom säker inblandning av väte.
Vi värdesätter din integritet
Vi använder cookies för att förbättra din användarupplevelse, samla in statistik för att optimera webbplatsens funktionalitet och leverera skräddarsydda annonser eller innehåll.
Välj "Acceptera alla", för att samtycka till vår användning av cookies.
För mer information se vår Cookie Policy .
%20with%20flange%20connections%20for%20process%20applications%20-%20PP01.jpg "Picture of Electromagnetic flowmeter Proline Promag P 300 / 5P3B for process applications")
