Электролиз: (новая) технология в центре внимания

Открытие электролиза как процесса химического разделения соединений с помощью электрического тока относится к началу 19 века. В 1800 году британский химик Уильям Николсон обнаружил, что воду можно расщепить на водород и кислород с помощью электролиза. Позже, в 1808 году, британский химик Хамфри Дэви подтвердил это открытие и провел дальнейшие эксперименты по выделению других соединений, таких как натрий и калий.

В последующие годы электролизеры получили дальнейшее развитие и усовершенствование, особенно в промышленности. В конце 19 века электролиз применялся для получения алюминия, меди и других металлов. В 1920-х годах электролиз также использовался для производства хлора и других химических веществ.

Электролизеры — это устройства, которые используют электролиз для создания химических реакций, преобразующих электрическую энергию в химическую. Электролизеры часто используются для производства водорода из воды или для преобразования углекислого газа в другие химические вещества, такие как метан или этилен. Они также играют важную роль в хранении энергии и преобразовании возобновляемой энергии.

Процесс электролиза происходит в ячейке, состоящей из двух электродов, погруженных в раствор электролита. На электроды подается электрическое напряжение, которое инициирует процесс электролиза. Когда вода используется в качестве раствора электролита, вода разлагается на ее компоненты, водород и кислород. Кислород выделяется на положительном электроде (аноде), а водород выделяется на отрицательном электроде (катоде).

Существуют различные типы электролизеров, в том числе щелочные электролизеры и электролизеры с мембраной из полимерного электролита (ПЭМ). В щелочных электролизерах в качестве электролита используется щелочной раствор, в то время как в электролизерах с ПОМ в качестве электролита используется полимерная мембрана для обеспечения высокой эффективности и избирательного выделения водорода.

Использование электролизеров имеет ряд преимуществ. Поскольку электролизеры могут преобразовывать электрическую энергию в химическую, они могут использовать возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, для производства водорода, что может помочь сократить выбросы углерода. Электролизеры также можно использовать для хранения энергии, накапливая избыточную энергию и высвобождая ее при необходимости. Кроме того, их можно использовать для создания топливных элементов, которые являются эффективным способом преобразования водорода в электричество.

Какие материалы используются для изготовления электролизеров?

Материалы, используемые для изготовления электролизеров, зависят от типа электролизера и потребностей применения. Некоторые из часто используемых материалов:

• Электроды: электроды в электролизерах обычно изготавливаются из проводящих материалов, таких как углерод, драгоценные металлы, такие как платина или палладий, или сплавы никеля.
• Электролит: Электролитом в электролизерах может быть водный раствор, такой как едкий натр (гидроксид натрия) или едкий кали (гидроксид калия), или полимерная мембрана, обладающая протонной проводимостью.
• Бак: Бак электролизера может быть изготовлен из различных материалов, таких как нержавеющая сталь, пластик или стекло.
• Прокладки: Прокладки, которые удерживают электролит внутри электролизера, часто изготавливаются из полимерных материалов, таких как поливинилхлорид (ПВХ) или политетрафторэтилен (ПТФЭ).
• Блок питания: Блоки питания Electrolyser обычно включают в себя провода, разъемы и схемы, изготовленные из таких материалов, как медь, алюминий и кремний.

Важно выбрать материалы, отвечающие требованиям применения, таким как химический состав электролита и сила тока, необходимая для выполнения желаемой реакции. Для некоторых электролизеров также требуются материалы, устойчивые к коррозии, или специальные покрытия для предотвращения нежелательных реакций.

В последние годы технологический прогресс способствовал развитию электролизеров, что сделало их важными инструментами в энергетической отрасли. В частности, электролизеры используются для получения водорода в качестве энергоносителя, который может использоваться в топливных элементах для выработки электроэнергии или может служить сырьем для химической промышленности. Электролизеры также играют важную роль в хранении энергии и преобразовании возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца.

В целом, электролизеры являются важными инструментами для преобразования электрической энергии в химическую и способствуют накоплению и преобразованию энергии. Ожидается, что по мере развития технологий электролизеры будут играть все более важную роль в энергетической отрасли.