Електролізер високого тиску
Gespeichert in:
| Datum: | 2006 |
|---|---|
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2006
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113848 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Електролізер високого тиску // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 4. — С. 10-11. — англ., укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-113848 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1138482017-02-19T21:11:24Z Електролізер високого тиску Відновлювана енергетика та технології енергозбереження 2006 Article Електролізер високого тиску // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 4. — С. 10-11. — англ., укр. 1815-2066 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113848 uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Відновлювана енергетика та технології енергозбереження Відновлювана енергетика та технології енергозбереження |
| spellingShingle |
Відновлювана енергетика та технології енергозбереження Відновлювана енергетика та технології енергозбереження Електролізер високого тиску |
| format |
Article |
| title |
Електролізер високого тиску |
| title_short |
Електролізер високого тиску |
| title_full |
Електролізер високого тиску |
| title_fullStr |
Електролізер високого тиску |
| title_full_unstemmed |
Електролізер високого тиску |
| title_sort |
електролізер високого тиску |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Відновлювана енергетика та технології енергозбереження |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113848 |
| citation_txt |
Електролізер високого тиску // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 4. — С. 10-11. — англ., укр. |
| first_indexed |
2025-07-08T06:32:57Z |
| last_indexed |
2025-07-08T06:32:57Z |
| _version_ |
1837059418891485184 |
| fulltext |
10
RENEWABLE ENERGY AND ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGIES
SCIENCE AND INNOVATION. № 4, 2006
Description
Offered electrolyzer design employs a new method of sepa$
rating the processes of gas (hydrogen and oxygen) liberation
in time. Therefore, operation of electrolytic system becomes
cyclic, that is, it consists of alternative cycles of hydrogen
liberation and oxygen liberation.Separating in time the
processes of gas liberation is possible if one of the water
electrolysis products is accumulated in an electrochemical$
ly active compound found in the electrochemical cell in the
liquid or solid phase (active electrode). This does not
result in a dramatic change in the volume of this compound,
and allows obtaining the second component on the passive
electrode in the form of gas without any separating mem$
branes. Then, with polarity reversal, the cycle of the accu$
mulated component liberation takes place on the elec$
trodes. During the processes, gas pressure can be limited
only by solidity of constructional elementsand the thresh$
old of gas solubility in electrolyte. In practice, the actual
pressure level is within 70.0 MPa. The proposed elec$
trolyzer option can ensure production of 5 nm3 of hydro$
gen per hour under the pressure of 120 atm without using
a compressor.
Key electrolyzer cost$effectiveness indices are:
– installation efficiency is 75–80 %;
– power consumption for producing 1 m3 of hydrogen
and 0.5 m3 of oxygen is up to 4.3 kW;
– dimensions of the plant: width 670 mm, depth
560 mm, height 2550 mm.
A method has been developed which allows main$
taining the activity of electrode materials at a sufficiently
high level, and to extend the nomenclature of materials
suitable for design of fuel cells. This method involves prac$
tical implementation of technology which allows to main$
tain activity of electrode materials at a specified level by
selecting operation regimes which provide for self$regener$
ation capability of electrochemical systems.
Innovative Aspects and Main Advantages
The advantage of using a high pressure electrolyzer is that
it can utilize non$conventional electric power and accumu$
late high$pressure hydrogen. So, it can generate electric
power by operating as a fuel element. The novel feature of
the technology offered is that the reversible electrochemi$
cal cell employs a unique regeneration technology allowing
to remove the sponge (dissolve or transfer it to an auxiliary
electrode), and then deposit it on the working electrodes in
the same electrolyte that is used when the fuel cell operates
in the standard regime. The proposed system excels other
known systems of hydrogen accumulation and use in:·
– technical level;
– simplicity of assembling and service;
– reliability and safety.
Area of Application
High pressure electrolyzer is intended for wide use on
objects with renewal sources of energy , and also in the
industries using hydrogen as the technological product
(chemical, metallurgical, food industries etc.)
Generation of high$pressure hydrogen allows to con$
sider developed electrolysis equipment as an element for
the infrastructure of automobile hydrogen filling stations.
Stage of development
Operating prototypes of a high pressure electrolyzer have
been developed.
The system has undergone laboratory and full$scale tests
at SDB "Yuzhnoye" (Dnepropetrovsk) and in Southern
regions of Ukraine, in particular, in Crimea. It is patented.
A stand model of electrochemical cell working as fuel
cell has been developed. It is patented.
Contact details:
A. N. Podgorny Institute for Mechanical Engineering
Problems NAS of Ukraine
Victor Solovey, Professor, Dr.Sc,
2/10 Pozharsky Str., Kharkov 46, 61046 Ukraine
Tel. +38 (0572) 94$28$11, 95$95$96, 95$95$15
EMmail: solovey@kharkov.ua.
HIGH PRESSURE HYDROGEN ELECTROLYZER
FOR AUTO AND INDUSTRIAL APPLICATIONS
Fig. 1. Operating prototype of a
high pressure electrolyze
Fig. 2. Electrode stack
11НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 4, 2006
ВІДНОВЛЮВАНА ЕНЕРГЕТИКА ТА ТЕХНОЛОГІЇ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
Огляд пропозиції
У пропонованій конструкції електролізера використо$
вується новий спосіб поділу процесів виділення газів
(водню і кисню) у часі, тобто процес роботи електро$
літичної системи стає циклічним і складається з таких,
де чергуються періоди виділення водню і кисню. Поділ
у часі процесів виділення газів можливо у випадку на$
копичення одного з продуктів електролізу води в елек$
трохімічно активній сполуці, яка знаходиться в елект$
рохімічній комірці в рідкій чи твердій фазі (активний
електрод), що не призводить до скільки$небудь значної
зміни об'єму цієї сполуки і дозволяє отримати другий
компонент на пасивному електроді у вигляді газу без
застосування будь$яких розділювальних мембран.
Потім при зміні полярності на електродах відбувається
цикл виділення накопиченого компонента. При цьому
величина тиску газів може бути обмежена тільки
міцністю конструктивних елементів і порогом розчин$
ності газів в електроліті. Реально досягнутий на прак$
тиці рівень тиску становить 70,0 МПа. Розроблюваль$
ний варіант електролізера забезпечить одержання
5 нм3 водню в годину при тиску 120 атм. без викорис$
тання компресора. Основні техніко$економічні показ$
ники діючого зразка електролізера високого тиску:
– ККД установки становить 75–80 %;
– витрати енергії – 4,3 кВт на виробництво 1 м3 вод$
ню та 0,5 м3 кисню;
– габарити установки: ширина 670 мм, глибина
560 мм, висота 2550 мм.
Розроблено метод, який дозволяє зберегти актив$
ність електродних матеріалів на досить високому рівні
і розширити перелік матеріалів, придатних для конст$
руювання паливних елементів. Він пов'язаний з реалі$
зацією технології, що забезпечує підтримку активності
на заданому рівні електродних матеріалів, шляхом ви$
бору режимів роботи, які забезпечують здатність елек$
трохімічних систем до саморегенерації.
Новизна та основні переваги
Перевага використання електролізера високого тиску
полягає в тому, що він може використовувати некон$
диційну електричну енергію і накопичувати водень при
високому тиску, а також виробляти електричну енергію,
працюючи як паливний елемент. Особливістю запро$
понованої технології є те, що в паливному елементі ви$
користовується електрохімічна система регенерації,
яка дозволяє видаляти (чи переносити на допоміжний
електрод), а потім осаджувати губку на робочі електро$
ди, у тому ж електроліті, що використовується при ро$
боті паливного елемента в штатному режимі. По своє$
му технічному рівню, простоті монтажу й обслугову$
вання, надійності і безпеці, ця система перевершує ві$
домі зразки систем, що забезпечують накопичення і ви$
користання водню.
Галузі застосування
Розробка призначена для широкомасштабного впрова$
дження на об'єктах, які використовують відновлювальні
джерела енергії, а також в промисловості, де водень ви$
користовують як технологічний продукт (хімічна, ме$
талургійна, харчова та інш.).
Генерація водню високого тиску дозволяє розгля$
дати розроблене електролізне устаткування у якості
елементу інфраструктури автомобільних водневих за$
правочних станцій.
Стадія розробки
– Створено діючий зразок електролізера високого
тиску (Рис. 1, 2)
– Розробка пройшла лабораторні і натурні випробу$
вання в ДКБ "Південне" (м. Дніпропетровськ);
південних регіонах України, зокрема в Криму.
– Розроблено стендовий зразок електрохімічної ко$
мірки, яка працює як паливний елемент.
– Розробка захищена патентами України.
Контактна інформація
Інститут проблем машинобудування НАН України
Соловей Віктор Васильович, д.т.н., професор, завідую$
чий відділом
вул. Дм. Пожарського 2/10, Харків, 61046, Україна
Тел. +38(0572) 94$28$11, 95$95$96, 95$95$15
EMmail: solovey@kharkov.ua.
ЕЛЕКТРОЛІЗЕР ВИСОКОГО ТИСКУ
Рис. 1. Загальний вигляд макету
дослідноMпромислової установки
розділення біогазу
Рис. 2. Електродний блок
|