Vätgasgenerator

Vätegeneratorer använder elektrolytisk dissociation av vatten för att generera en kontinuerlig tillförsel av högrent väte. Vattenrenheten är viktig för deras optimala prestanda.

Följande föroreningar bör undvikas:
Joner
Joner som finns i vattnet kan störa elektrolysprocessen och skada de elektrokemiska cellerna. De bör undvikas. Jonbytarhartser och/eller omvänd osmosteknik kan ta bort de flesta joner som finns i kranvatten, vilket gör vattnet lämpligt för denna applikation.

Partiklar
Partiklar kan avsättas på linjer och membran, skada de elektrokemiska cellerna och störa instrumentets funktion.

Organiska ämnen
Höga belastningar av organiska ämnen kan potentiellt skapa avlagringar på elektrodernas yta eller bilda en beläggning på membranen och därmed påverka den lokala strömmen. Dessutom kan organiska föreningar användas som näringsämnen av bakterier, och bör därför hållas till ett minimum.

Bakterie
Bakterienivåerna bör hållas till ett minimum för att förhindra bildandet av biofilm inuti instrumentet. Bakterienivåerna kan minimeras genom att kontrollera nivåerna av organiska ämnen som finns i vattnet. Filtrering kan också användas.

Användare av vätgasgeneratorer bör följa tillverkarens rekommendationer angående den vattenkvalitet som krävs för deras instrument. Vattenkvaliteten är viktig för optimal drift av vätgasgeneratorer, och vissa instrument har inbyggda resistivitets- eller konduktivitetsmätare för att förhindra skador på instrumentet på grund av felaktig vattenkvalitet. Färskt renat vatten med en resistivitet på eller över 1 MΩ.cm rekommenderas vanligtvis.

Produktion av väte genom vätgasgeneratorer växer fram som ett av nyckelalternativen för att lagra energi från vatten och fossila bränslen. Vätgas används nu i ett fåtal fordon som ett föroreningsfritt bränsle där gasen genereras från vatten och biprodukten av dess förbränning är vatten. Således kommer väteproduktion sannolikt att spela en viktig roll för att hantera kritiska energiutmaningar.
Nu används denna teknik även i olika applikationer som bränsleceller, kemisk bearbetning, raffinering, petroleumåtervinning och så vidare.

Konstant forskning och utveckling har gett innovationen av vätgasgeneratorer som är säkrare, grönare, effektivare och mer kostnadseffektiva sätt att generera vätgas på begäran än högtryckscylindrar för slutanvändning.

Huvudkomponenten i en vätegenerator är dess elektrolyscell som innehåller två elektroder, dvs en anod och en katod. Båda elektroderna är separerade av jonbytarmembranet. En platinakatalysator används vid elektroderna för att utföra elektrolysprocessen. Flytande ammoniak är råvaran som används i vätegeneratorn. Efter förångning installeras aktiverad nickelkatalysator i sönderdelningspannan. När värmeväxlingen är klar kyls den nedbrutna gasen ner, gasen ammoniak återvinns från värmen och går in i sönderdelningspannan för nedbrytning. En blandad gas genereras som vanligtvis går in i gasreningssystemet för att bli av med fukt och andra föroreningar. På så sätt bildas väte.

Även om lagring av väteenergi är dyrare än fossila bränslen på grund av dess högre densitet, ökar medvetenheten bland människor runt om i världen om miljövänliga fordon med nollutsläpp efterfrågan på vätgas. Asien-Stillahavsregionen har för närvarande den högsta marknadsandelen, på grund av många faktorer som ökad efterfrågan på bränsleceller inom bilindustrin, ökad efterfrågan på olika ammoniakgödselmedel och mer.

Även tillfällig stängning av produktionsanläggningar hämmade tillväxten av marknaden för vätgasgeneratorer i viss utsträckning. Å andra sidan har efterfrågan på kontinuerlig energi på sjukhus, särskilt under den inledande perioden av pandemin, drivit på efterfrågan på vätebränsleceller, vilket har påverkat marknaden för vätegeneratorer positivt.

Dessutom ger krav på många kemiska råvaror i flera industrier lukrativa möjligheter för tillväxten av vätegeneratorindustrin. Snabb utveckling av teknik och elektrisk effektivitet för vätgasgeneratorer kommer att samla enorma framtidsutsikter och exponentiell tillväxt till marknaden inom en snar framtid

En vätgasgenerator är en anordning som används för att generera vätgas (H2), och dess arbetsprincip är baserad på reaktionen av elektrolytiskt vatten. Följande är arbetsprincipen och funktionen för vätegeneratorn:

Arbetsprincip
Arbetsprincipen för en vätegenerator involverar huvudsakligen vattenelektrolysreaktion. Vanligtvis består vatten (H2O) av väte (H2) och syre (O2), medan elektrolysprocessen av vatten bryter ner det till väte och syre. Den specifika reaktionsekvationen är som följer:

2H2O (liquid) ->2H2 (gas)+O2 (gas)
I en vätegenerator används vanligtvis en elektrolytisk cell, som inkluderar två elektroder: en anod och en katod. Dessa två elektroder är nedsänkta i en elektrolytlösning, vanligtvis en alkalisk (som natriumhydroxid) eller sur (som svavelsyra) lösning.
När en extern strömkälla (vanligtvis en likströmskälla) är ansluten till elektroderna i elektrolyscellen, inträffar följande två reaktioner:

På katoden tar vattenmolekyler (H2O) emot elektroner och reduceras till vätgas (H2)
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2 (gas)+2 hydroxidjoner (2OH -)
På anoden förlorar vattenmolekyler elektroner och syre (O2) frigörs:
2H2O (liquid) ->O2 (gas)+4 vätejoner (4H+)+4 elektroner
Dessa reaktioner bryter ner vatten till väte och syre, som släpps ut från gasutloppet i elektrolyscellen, medan syre släpps ut från gasutloppet i elektrolyscellen.

Fungera
Huvudfunktionen hos en vätgasgenerator är att generera vätgas med hög renhet. Den har ett brett utbud av applikationer i olika laboratorier och industriella applikationer, inklusive men inte begränsat till:
Laboratorietillämpningar: Används för kemiska experiment i laboratoriet, provberedning och som reduktionsmedel i reaktionskammaren.

Industriella applikationer: Används i industriella processer som metallsvetsning, halvledartillverkning, kemisk produktion etc. Väte används även som bränsle för bränsleceller och vätgasfordon.

Energilagring: Vätgas anses vara en av lagringsformerna för förnybar energi, och vätegeneratorer används för att omvandla elektrisk energi till väte för att generera el när det behövs.

Laboratorie och forskning: Inom laboratorie- och forskningsområdet kan väte användas för att studera vätgas kemiska egenskaper, väteenergiteknik och relaterade forskningsområden.

Fuktighet
Vätgasgeneratorer är beroende av vatten och elektricitet för att göra väte. Vätgasgeneratorn använder elektricitet för att separera syre och väte och avger sedan syre på ena sidan och väte på andra sidan.
Eftersom den använder vatten finns det mycket fukt inuti generatorn vilket kan vara en källa till buller under FoU vilket är ett av hindren vi var tvungna att övervinna.
Vätgasgeneratorn har två kolumner av absorberande material som syftar till att minska luftfuktigheten. Luftfuktigheten är mycket låg men eftersom våra sensorer är mycket känsliga för luftfuktighetsnivåer behövde vi ett sätt att sänka denna nivå ännu mer.
Vi tog upp den här frågan under konferensen och en av insikterna vi fick var att det är möjligt att använda fler av dessa fuktfällor. Intressant nog kan dessa kolonner torkas och återanvändas, om du är säker på att du kan täta den tillräckligt bra så att det inte finns någon läcka.

Tryck
När vi hanterade vätgasgeneratorn var det också viktigt för oss att lära oss att den specifika vätgasgeneratorn vi använde kunde hantera ett tryck på upp till 5 bar. Ett av våra behov är att fylla små cylindrar med H2 vid ett tryck som är högre än atmosfärsnivån. För att fylla dessa cylindrar behöver vi att H2-källan har ett högre tryck än måltrycket.

Flöde
Vi lärde oss att för den specifika vätegeneratormodellen vi använder är dess avsedda användningsfall att vara en del av GC där väte används som gasbärare. Eftersom GC kräver lägre flöden kunde generatorn inte hantera den flödeshastighet vi matade in och det var därför den gav problem.
En mindre flödesnivå är säkrare att använda. H2-generatorn har också skyddsprotokoll på plats som automatiskt kontrollerar om det finns en förbrukning av väte (baserat på ett visst motstånd i flödet) så att vätet inte sprider sig i labbet.

Produkterna säljs i alla regioner i Kina och exporteras till länder runt om i världen. De har sålts i mer än 20 länder och regioner inklusive USA, Tyskland, Marocko, Kenya, Saudiarabien, Vietnam, Algeriet, Indien, Tanzania och Taiwan. Framgångsrikt tillhandahållit välkända företag som China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group och andra välkända företag. Det finns många gröna vätevätehydreringsstationer som Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming, etc. tillhandahåller gröna och väteproducerande projekt.