Hidrojen Jeneratörü

Hidrojen jeneratörleri, sürekli yüksek saflıkta hidrojen kaynağı üretmek için suyun elektrolitik ayrışmasını kullanır. Optimum performansları için suyun saflığı önemlidir.

Aşağıdaki kirletici maddelerden kaçınılmalıdır:
iyonlar
Suda bulunan iyonlar elektroliz sürecine müdahale edebilir ve elektrokimyasal hücrelere zarar verebilir. Bunlardan kaçınılmalıdır. İyon değiştirme reçineleri ve/veya ters ozmoz teknolojileri, musluk suyunda bulunan iyonların çoğunu gidererek suyu bu uygulama için uygun hale getirebilir.

Parçacıklar
Parçacıklar hatlar ve membranlar üzerinde birikebilir, elektrokimyasal hücrelere zarar verebilir ve cihazın çalışmasına müdahale edebilir.

Organikler
Yüksek miktarda organik madde potansiyel olarak elektrotların yüzeyinde birikintiler oluşturabilir veya membranlar üzerinde bir kaplama oluşturabilir ve dolayısıyla yerel akımı etkileyebilir. Ayrıca organik bileşikler bakteriler tarafından besin olarak kullanılabilir ve bu nedenle minimumda tutulmalıdır.

Bakteriler
Cihaz içinde biyofilm oluşumunu önlemek için bakteri seviyeleri minimumda tutulmalıdır. Suda bulunan organik madde seviyeleri kontrol edilerek bakteri seviyeleri en aza indirilebilir. Filtreleme de kullanılabilir.

Hidrojen jeneratörü kullanıcıları, cihazları için gereken su kalitesine ilişkin üretici tavsiyelerine uymalıdır. Hidrojen jeneratörlerinin optimum çalışması için su kalitesi önemlidir ve bazı cihazlarda, uygunsuz su kalitesinden dolayı cihazın zarar görmesini önlemeye yardımcı olmak için yerleşik direnç veya iletkenlik ölçerler bulunur. Genellikle 1 MΩ.cm veya daha yüksek dirence sahip taze arıtılmış su tavsiye edilir.

Hidrojen jeneratörleri aracılığıyla hidrojen üretimi, su ve fosil yakıtlardan enerji depolamak için temel seçeneklerden biri olarak ortaya çıkıyor. Hidrojen gazı artık az sayıda araçta kirlilik içermeyen bir yakıt olarak kullanılıyor ve gaz, yanmanın yan ürünü su olan sudan üretiliyor. Bu nedenle, hidrojen üretiminin kritik enerji sorunlarının üstesinden gelmede önemli bir rol oynaması muhtemeldir.
Artık bu teknoloji yakıt hücreleri, kimyasal işleme, rafinaj, petrol geri kazanımı vb. gibi çeşitli uygulamalarda da kullanılıyor.

Sürekli araştırma ve geliştirme, son kullanım uygulamaları için yüksek basınçlı silindirlere göre talep üzerine hidrojen gazı üretmenin daha güvenli, daha yeşil, daha verimli ve daha uygun maliyetli araçları olan hidrojen jeneratörlerinin yeniliğini sağlamıştır.

Bir hidrojen jeneratörünün ana bileşeni, iki elektrot, yani bir anot ve bir katot içeren elektrolizör hücresidir. Her iki elektrot da iyon değişim membranı ile ayrılmıştır. Elektroliz işlemini gerçekleştirmek için elektrotlarda bir platin katalizörü kullanılır. Sıvı amonyak hidrojen jeneratöründe kullanılan hammaddedir. Buharlaşmanın ardından ayrıştırma kazanına aktifleştirilmiş nikel katalizörü yerleştirilir. Isı değişimi tamamlandıktan sonra ayrışan gaz soğur, gaz amonyağı ısıdan geri kazanılır ve ayrışma için ayrışma kazanına girer. Nemi ve diğer yabancı maddeleri gidermek için genellikle gaz arıtma sistemine giren karışık bir gaz üretilir. Bu şekilde hidrojen üretilir.

Hidrojen enerjisinin depolanması, yoğunluğu nedeniyle fosil yakıtlara göre daha pahalı olsa da, dünya genelinde insanların çevre dostu ve sıfır emisyonlu araçlara yönelik farkındalığının artması, hidrojene olan talebi artırıyor. Asya-Pasifik bölgesi, otomobil endüstrisindeki yakıt hücrelerine olan talebin artması, çeşitli amonyak gübrelerine olan talebin artması ve daha fazlası gibi birçok faktör nedeniyle şu anda en yüksek pazar payına sahip.

Ayrıca üretim tesislerinin geçici olarak kapatılması, hidrojen jeneratörü pazarının büyümesini bir ölçüde engelledi. Öte yandan, özellikle salgının ilk döneminde hastanelerde sürekli enerji talebi, hidrojen yakıt hücrelerine olan talebi artırarak hidrojen jeneratörü pazarını olumlu etkiledi.

Ayrıca, birçok endüstride çok sayıda kimyasal ham maddeye duyulan ihtiyaç, hidrojen jeneratörü endüstrisinin büyümesi için kazançlı fırsatlar sunmaktadır. Hidrojen jeneratörlerinin teknolojilerindeki ve elektriksel verimliliğindeki hızlı gelişme, yakın gelecekte pazara büyük umutlar ve katlanarak büyüme getirecek.

Hidrojen jeneratörü, hidrojen gazı (H2) üretmek için kullanılan bir cihazdır ve çalışma prensibi elektrolitik suyun reaksiyonuna dayanmaktadır. Hidrojen jeneratörünün çalışma prensibi ve işlevi aşağıdadır:

Çalışma prensibi
Hidrojen jeneratörünün çalışma prensibi esas olarak suyun elektroliz reaksiyonunu içerir. Genellikle su (H2O), hidrojen (H2) ve oksijenden (O2) oluşur, suyun elektrolizi işlemi ise onu hidrojen ve oksijene ayrıştırır. Spesifik reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:

2H2O (liquid) ->2H2 (gaz)+O2 (gaz)
Bir hidrojen jeneratöründe genellikle iki elektrot içeren bir elektrolitik hücre kullanılır: bir anot ve bir katot. Bu iki elektrot, genellikle alkalin (sodyum hidroksit gibi) veya asidik (sülfürik asit gibi) bir çözelti olan bir elektrolit çözeltisine daldırılır.
Elektrolitik hücrenin elektrotlarına harici bir güç kaynağı (genellikle bir DC güç kaynağı) bağlandığında aşağıdaki iki reaksiyon meydana gelir:

Katotta su molekülleri (H2O) elektron alır ve hidrojen gazına (H2) indirgenir.
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2 (gaz)+2 hidroksit iyonları (2OH -)
Anotta su molekülleri elektron kaybeder ve oksijen (O2) açığa çıkar:
2H2O (liquid) ->O2 (gaz)+4 hidrojen iyonları (4H+)+4 elektronlar
Bu reaksiyonlar, suyu, elektroliz hücresindeki gaz çıkışından boşaltılan hidrojen ve oksijene ayrıştırırken, oksijen, elektroliz hücresindeki gaz çıkışından boşaltılır.

İşlev
Hidrojen jeneratörünün ana işlevi yüksek saflıkta hidrojen gazı üretmektir. Çeşitli laboratuvarlarda ve endüstriyel uygulamalarda aşağıdakiler dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir:
Laboratuvar uygulamaları: Laboratuvarda kimyasal deneylerde, numune hazırlamada ve reaksiyon odasında indirgeyici ajan olarak kullanılır.

Endüstriyel uygulamalar: Metal kaynağı, yarı iletken üretimi, kimyasal üretim vb. endüstriyel işlemlerde kullanılır. Hidrojen ayrıca yakıt hücreleri ve hidrojenli araçlar için yakıt olarak da kullanılır.

Enerji depolama: Hidrojen, yenilenebilir enerjinin depolama biçimlerinden biri olarak kabul edilir ve hidrojen jeneratörleri, ihtiyaç duyulduğunda elektrik üretmek üzere elektrik enerjisini hidrojene dönüştürmek için kullanılır.

Laboratuvar ve araştırma: Laboratuvar ve araştırma alanında hidrojen, hidrojenin kimyasal özelliklerini, hidrojen enerji teknolojisini ve ilgili araştırma alanlarını incelemek için kullanılabilir.

Nem
Hidrojen jeneratörleri hidrojen üretmek için suya ve elektriğe dayanır. Hidrojen jeneratörü, oksijen ve hidrojeni ayırmak için elektrik kullanır ve daha sonra bir taraftan oksijen, diğer taraftan da hidrojen yayar.
Su kullandığı için jeneratörün içinde çok fazla nem var ve bu da Ar-Ge sırasında gürültü kaynağı olabiliyor ve bu da aşmamız gereken engellerden biri.
Hidrojen jeneratörü, nemi azaltmayı amaçlayan iki emici malzeme sütununa sahiptir. Nem çok düşük ancak sensörlerimiz nem seviyelerine karşı oldukça hassas olduğundan bu seviyeyi daha da düşürmenin bir yoluna ihtiyacımız vardı.
Konferans sırasında bu konuyu gündeme getirdik ve elde ettiğimiz görüşlerden biri de bu nem tutuculardan daha fazlasını kullanmanın mümkün olduğuydu. İlginç bir şekilde, sızıntı olmayacak şekilde yeterince iyi kapatabileceğinizden eminseniz, bu sütunlar kurutulabilir ve yeniden kullanılabilir.

Basınç
Hidrojen jeneratörünü kullanırken, kullandığımız özel hidrojen jeneratörünün 5 bar'a kadar bir basıncı kaldırabileceğini öğrenmek de bizim için önemliydi. İhtiyaçlarımızdan biri, küçük silindirleri atmosferik seviyeden daha yüksek bir basınçta H2 ile doldurmaktır. Bu silindirleri doldurabilmek için H2 kaynağının hedef basınçtan daha yüksek bir basınca sahip olmasına ihtiyacımız var.

Akış
Kullandığımız belirli hidrojen jeneratörü modeli için kullanım amacının, hidrojenin gaz taşıyıcı olarak kullanıldığı GC'nin bir parçası olması olduğunu öğrendik. GC daha düşük akışlar gerektirdiğinden jeneratör girdiğimiz akış hızını kaldıramıyordu ve bu yüzden sorun çıkarıyordu.
Daha küçük bir akış seviyesinin kullanılması daha güvenlidir. H2 jeneratöründe ayrıca hidrojen tüketimi olup olmadığını (akışın bir miktar direncine bağlı olarak) otomatik olarak kontrol eden koruma protokolleri bulunur, böylece hidrojen laboratuvarda yayılmaz.

Ürünler Çin'in tüm bölgelerinde satılmakta ve dünya ülkelerine ihraç edilmektedir. Amerika Birleşik Devletleri, Almanya, Fas, Kenya, Suudi Arabistan, Vietnam, Cezayir, Hindistan, Tanzanya ve Tayvan dahil olmak üzere 20'den fazla ülke ve bölgede satıldılar. China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group ve diğer tanınmış şirketler gibi tanınmış şirketlere başarıyla hizmet verildi. Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming gibi birçok yeşil hidrojen hidrojenasyon istasyonu yeşil ve hidrojen üretim projeleri sağlıyor.