Серия публикаций, посвященная кратким обзорам совершенствования получения водорода электролизом воды в странах мира (первое приближение). Франция.
Содержание:
- Электролизеры щелочного типа и с протонообменной мембраной
- Высокотемпературный электролиз пара
- Безопасность
Заключение
1. Электролизеры щелочного типа и с протонообменной мембраной
В университете Париж-Сакле (институт молекулярной химии и материалов Орсе, г.Орсе) выполнен анализ электрохимических характеристик технологий электролиза воды щелочного типа и с твёрдополимерной мембраной. Обсуждаются направления исследований в данной области. Предлагаются возможные решения для улучшения производительности.
Сотрудниками европейского института мембран (университет Монпелье) разрабатывается получение водорода повышенной чистоты для питания топливных элементов. Так, например, водород для подачи в низкотемпературный топливный элемент с протонообменной мембраной или высокотемпературный твердооксидный топливный элемент может быть получен путем электролиза воды либо в электролизёре с твёрдополимерной мембраной, работающей при низких температурах (25–110 °C) или в высокотемпературном твёрдооксидном электролизёре при температурах (600–950 °C).
В институте молекулярной химии и материалов (г.Орсе) и европейской компанией водородных технологий (г.Маркуси) разрабатываются электролизеры с твёрдополимерным электролитом при давлении 5 МПа с производительностью от 0,1 до 5 нм3 H2/ч.
2. Высокотемпературный электролиз пара
В институте химии конденсированных сред Бордо (Университет Бордо) и Учебного центра Гренобля отмечается, что высокотемпературный паровой электролиз - один из наиболее перспективных способов массового производства водорода. В работе исследуются альтернативные и перспективные материалы для электродов электролизёра.
3. Безопасность
Европейская компания водородных технологий (г.Маркуси) и институт молекулярной химии и материалов (г.Орсе) разрабатывают вопросы безопасности эксплуатации протонообменных мембран электролизеров с производительностью по водороду до 1 нм3 / ч и рабочим давлением до 13 МПа при температуре 90 ⁰С.
Отмечается, что при высоком давлении возрастает взаимная примесь получаемых водорода и кислорода. Так, при 13 МПа концентрация кислорода в водороде при может достигать 2,66 об.% при зоне воспламеняемости водородно-кислородных смесей 3,9–95,8 об.%. Предлагаются пути снижения взаимной примеси газов, на пример:
- модифицированные или композитные мембраны с более низкой газопроницаемостью;
- внешние каталитические рекомбинаторы.
Выводы
1. Во Франции активно ведутся разработки в области совершенствования технологий электролиза воды как щелочного типа, так и с протонообменной мембраной в направлении
- повышения производительности;
- повышения чистоты получаемого водорода;
- проведения электролиза под давлением.
2. Ведутся разработки по высокотемпературному электролизу пара в направлении подбора эффективных материалов для электродов электролизера.
3. Разрабатываются вопросы безопасности электролизеров при повышенном давлении вследствие увеличения взаимного перемешивания водорода и кислорода.