เครื่องกำเนิดไฮโดรเจน

เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนใช้การแยกตัวของน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อสร้างไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงอย่างต่อเนื่อง ความบริสุทธิ์ของน้ำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพสูงสุด

ควรหลีกเลี่ยงสารปนเปื้อนต่อไปนี้:
ไอออน
ไอออนที่อยู่ในน้ำอาจรบกวนกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส และสร้างความเสียหายให้กับเซลล์ไฟฟ้าเคมี ควรหลีกเลี่ยง เรซินแลกเปลี่ยนไอออนและ/หรือเทคโนโลยีรีเวอร์สออสโมซิสสามารถกำจัดไอออนส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในน้ำประปา ทำให้น้ำเหมาะสำหรับการใช้งานนี้

อนุภาค
อนุภาคอาจสะสมบนเส้นและเมมเบรน ทำลายเซลล์ไฟฟ้าเคมี และรบกวนการทำงานของเครื่องมือ

สารอินทรีย์
สารอินทรีย์ที่มีปริมาณมากอาจก่อให้เกิดการสะสมตัวบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดหรือก่อตัวเป็นสารเคลือบบนเมมเบรน และส่งผลต่อกระแสในท้องถิ่น นอกจากนี้ สารประกอบอินทรีย์สามารถใช้เป็นสารอาหารของแบคทีเรียได้ ดังนั้นควรเก็บไว้ให้น้อยที่สุด

แบคทีเรีย
ควรรักษาระดับแบคทีเรียให้อยู่ในระดับต่ำสุดเพื่อป้องกันการก่อตัวของแผ่นชีวะภายในเครื่องมือ ระดับแบคทีเรียสามารถลดลงได้โดยการควบคุมระดับของสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำ อาจใช้การกรองด้วย

ผู้ใช้เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนควรปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิตเกี่ยวกับคุณภาพน้ำที่จำเป็นสำหรับเครื่องมือของตน คุณภาพน้ำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน และเครื่องมือบางอย่างมีมิเตอร์วัดค่าความต้านทานหรือค่าการนำไฟฟ้าในตัวเพื่อช่วยป้องกันความเสียหายต่อเครื่องมือเนื่องจากคุณภาพน้ำที่ไม่เหมาะสม โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้น้ำบริสุทธิ์ที่มีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ที่ 1 MΩ.cm หรือสูงกว่า

การผลิตไฮโดรเจนผ่านเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนถือเป็นหนึ่งในทางเลือกสำคัญในการกักเก็บพลังงานจากน้ำและเชื้อเพลิงฟอสซิล ปัจจุบันมีการใช้ก๊าซไฮโดรเจนในยานพาหนะไม่กี่คันเป็นเชื้อเพลิงที่ปราศจากมลภาวะ โดยก๊าซที่ถูกสร้างขึ้นจากน้ำโดยผลพลอยได้จากการเผาไหม้ของมันคือน้ำ ดังนั้นการผลิตไฮโดรเจนจึงมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสำคัญในการแก้ปัญหาความท้าทายด้านพลังงานที่สำคัญ
ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ยังนำไปใช้ในการใช้งานต่างๆ มากมาย เช่น เซลล์เชื้อเพลิง กระบวนการทางเคมี การกลั่น การนำปิโตรเลียมกลับมาใช้ใหม่ และอื่นๆ

การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดนวัตกรรมของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนที่ปลอดภัยกว่า เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มีประสิทธิภาพมากกว่า และคุ้มค่ากว่าในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนตามความต้องการมากกว่ากระบอกฉีดแรงดันสูงสำหรับการใช้งานขั้นสุดท้าย

ส่วนประกอบหลักของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนคือเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์ซึ่งมีอิเล็กโทรดสองตัว ได้แก่ แอโนดและแคโทด อิเล็กโทรดทั้งสองถูกแยกออกจากกันด้วยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออน ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมถูกใช้ที่อิเล็กโทรดเพื่อดำเนินการกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส แอมโมเนียเหลวเป็นวัตถุดิบที่ใช้ในเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน หลังจากการกลายเป็นไอ ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลจะถูกติดตั้งในหม้อต้มสลายตัว เมื่อการแลกเปลี่ยนความร้อนเสร็จสิ้น ก๊าซที่สลายตัวจะเย็นลง ก๊าซแอมโมเนียจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่จากความร้อน และเข้าสู่หม้อต้มสลายตัวเพื่อสลายตัว ก๊าซผสมจะถูกสร้างขึ้นซึ่งมักจะเข้าสู่ระบบการทำให้บริสุทธิ์ด้วยก๊าซเพื่อกำจัดความชื้นและสิ่งสกปรกอื่นๆ ด้วยวิธีนี้ไฮโดรเจนจึงถูกสร้างขึ้น

แม้ว่าการจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจนจะมีราคาแพงกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลเนื่องจากมีความหนาแน่นสูงกว่า แต่ความตระหนักรู้ที่เพิ่มขึ้นในหมู่ผู้คนทั่วโลกเกี่ยวกับยานพาหนะที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและการปล่อยก๊าซเป็นศูนย์ก็ทำให้ความต้องการไฮโดรเจนเพิ่มมากขึ้น ปัจจุบันภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกครองส่วนแบ่งการตลาดสูงสุด เนื่องมาจากปัจจัยหลายประการ เช่น ความต้องการเซลล์เชื้อเพลิงในอุตสาหกรรมยานยนต์ที่เพิ่มขึ้น ความต้องการปุ๋ยแอมโมเนียต่างๆ ที่เพิ่มขึ้น และอื่นๆ

นอกจากนี้ การปิดโรงงานผลิตชั่วคราวยังขัดขวางการเติบโตของตลาดเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนในระดับหนึ่ง ในทางกลับกัน ความต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องในโรงพยาบาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้นของการระบาด ได้ผลักดันความต้องการเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ซึ่งส่งผลกระทบเชิงบวกต่อตลาดเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน

นอกจากนี้ ความต้องการวัตถุดิบเคมีจำนวนมากในหลายอุตสาหกรรมยังให้โอกาสที่ร่ำรวยสำหรับการเติบโตของอุตสาหกรรมเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน การพัฒนาอย่างรวดเร็วในด้านเทคโนโลยีและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนกำลังรวบรวมโอกาสมหาศาลและการเติบโตแบบก้าวกระโดดสู่ตลาดในอนาคตอันใกล้นี้

เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สร้างก๊าซไฮโดรเจน (H2) และหลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของน้ำด้วยไฟฟ้า ต่อไปนี้เป็นหลักการทำงานและหน้าที่ของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน:

หลักการทำงาน
หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเป็นหลัก โดยปกติน้ำ (H2O) จะประกอบด้วยไฮโดรเจน (H2) และออกซิเจน (O2) ในขณะที่กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำจะสลายตัวเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน สมการปฏิกิริยาเฉพาะมีดังนี้:

2H2O (liquid) ->2H2 (แก๊ส)+O2 (แก๊ส)
ในเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน โดยทั่วไปจะใช้เซลล์อิเล็กโทรไลต์ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองตัว: แอโนดและแคโทด อิเล็กโทรดทั้งสองนี้จุ่มอยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นสารละลายอัลคาไลน์ (เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์) หรือสารละลายที่เป็นกรด (เช่น กรดซัลฟูริก)
เมื่อเชื่อมต่อแหล่งพลังงานภายนอก (โดยปกติคือแหล่งพลังงาน DC) เข้ากับอิเล็กโทรดของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ จะเกิดปฏิกิริยาสองประการต่อไปนี้:

บนแคโทด โมเลกุลของน้ำ (H2O) รับอิเล็กตรอนและรีดิวซ์เป็นก๊าซไฮโดรเจน (H2)
2H2O (liquid)+2 electrons ->H2 (แก๊ส)+2 ไฮดรอกไซด์ไอออน (2OH -)
บนขั้วบวก โมเลกุลของน้ำสูญเสียอิเล็กตรอนและออกซิเจน (O2) จะถูกปล่อยออกมา:
2H2O (liquid) ->O2 (แก๊ส)+4 ไฮโดรเจนไอออน (4H+)+4 อิเล็กตรอน
ปฏิกิริยาเหล่านี้สลายน้ำให้เป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ซึ่งถูกปล่อยออกจากช่องจ่ายก๊าซในเซลล์อิเล็กโทรลิซิส ในขณะที่ออกซิเจนถูกปล่อยออกจากช่องก๊าซในเซลล์อิเล็กโทรลิซิส

การทำงาน
หน้าที่หลักของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนคือการสร้างก๊าซไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง มีการใช้งานที่หลากหลายในห้องปฏิบัติการและการใช้งานทางอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง:
การใช้งานในห้องปฏิบัติการ: ใช้สำหรับการทดลองทางเคมีในห้องปฏิบัติการ การเตรียมตัวอย่าง และเป็นตัวรีดิวซ์ในห้องปฏิกิริยา

การใช้งานทางอุตสาหกรรม: ใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น การเชื่อมโลหะ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การผลิตสารเคมี ฯลฯ ไฮโดรเจนยังใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงและยานพาหนะไฮโดรเจนอีกด้วย

การจัดเก็บพลังงาน: ไฮโดรเจนถือเป็นพลังงานหมุนเวียนรูปแบบหนึ่ง และเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนใช้ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นไฮโดรเจนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อจำเป็น

ห้องปฏิบัติการและการวิจัย: ในห้องปฏิบัติการและสาขาการวิจัย สามารถใช้ไฮโดรเจนเพื่อศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจน เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน และสาขาการวิจัยที่เกี่ยวข้อง

ความชื้น
เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนอาศัยน้ำและไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจน เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนใช้ไฟฟ้าเพื่อแยกออกซิเจนและไฮโดรเจน จากนั้นปล่อยออกซิเจนด้านหนึ่งและไฮโดรเจนอีกด้านหนึ่ง
เนื่องจากใช้น้ำ ภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงมีความชื้นสูง ซึ่งอาจเป็นต้นตอของเสียงรบกวนในระหว่างการวิจัยและพัฒนา ซึ่งเป็นหนึ่งในอุปสรรคที่เราต้องเอาชนะ
เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนมีวัสดุดูดซับสองคอลัมน์ที่มีจุดประสงค์เพื่อลดความชื้น ความชื้นต่ำมาก แต่เนื่องจากเซ็นเซอร์ของเรามีความไวต่อระดับความชื้นสูง เราจึงต้องหาวิธีที่จะลดระดับนี้ให้มากกว่านี้อีก
เราได้หยิบยกปัญหานี้ขึ้นมาในระหว่างการประชุม และข้อมูลเชิงลึกประการหนึ่งที่เรารวบรวมได้ก็คือ คุณสามารถใช้กับดักความชื้นเหล่านี้ได้มากขึ้น ที่น่าสนใจคือคอลัมน์เหล่านี้สามารถทำให้แห้งและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ หากคุณมั่นใจว่าสามารถปิดผนึกได้ดีเพียงพอเพื่อไม่ให้เกิดการรั่วซึม

ความดัน
เมื่อใช้งานเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน สิ่งสำคัญสำหรับเราคือการเรียนรู้ว่าเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนที่เราใช้นั้นสามารถรองรับแรงดันได้สูงถึง 5 บาร์ ความต้องการประการหนึ่งของเราคือการเติม H2 ในกระบอกสูบขนาดเล็กที่ความดันที่สูงกว่าระดับบรรยากาศ ในการเติมกระบอกสูบเหล่านี้ เราต้องการให้แหล่ง H2 มีแรงดันสูงกว่าแรงดันเป้าหมาย

ไหล
เราได้เรียนรู้ว่าสำหรับเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนรุ่นเฉพาะที่เราใช้ กรณีการใช้งานที่ตั้งใจไว้คือการเป็นส่วนหนึ่งของ GC ที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวพาก๊าซ เนื่องจาก GC ต้องการการไหลที่ต่ำกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงไม่สามารถรองรับอัตราการไหลที่เราป้อนเข้าไปได้ และนั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดปัญหา
ระดับการไหลที่น้อยลงจะปลอดภัยกว่าในการใช้งาน เครื่องกำเนิด H2 ยังมีมาตรการป้องกันที่จะตรวจสอบโดยอัตโนมัติว่ามีการใช้ไฮโดรเจนหรือไม่ (ขึ้นอยู่กับความต้านทานการไหล) เพื่อไม่ให้ไฮโดรเจนแพร่กระจายออกไปในห้องปฏิบัติการ

สินค้ามีจำหน่ายในทุกภูมิภาคของจีนและส่งออกไปประเทศต่างๆทั่วโลก มีจำหน่ายในกว่า 20 ประเทศและภูมิภาค รวมถึงสหรัฐอเมริกา เยอรมนี โมร็อกโก เคนยา ซาอุดีอาระเบีย เวียดนาม แอลจีเรีย อินเดีย แทนซาเนีย และไต้หวัน ประสบความสำเร็จในการให้บริการแก่องค์กรที่มีชื่อเสียง เช่น China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group และองค์กรที่มีชื่อเสียงอื่น ๆ มีสถานีเติมไฮโดรเจนไฮโดรเจนสีเขียวหลายแห่ง เช่น อู่หลานชาบู ไหโข่ว ไห่หนาน ไห่หนาน ไหโข่ว คุนหมิง มณฑลยูนนาน ฯลฯ ที่ให้บริการโครงการผลิตไฮโดรเจนและสีเขียว