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破纪录的Hysata氢气电解装置号称可以达到95%的生产效率

2022-03-16
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摘要 一公斤氢气容纳39.4千瓦时的能量,但通过目前的商业电解器制造氢气通常需要花费约52.5千瓦时的能量。而澳大利亚公司Hysata表示,其新的毛细管喂养电解池能够将能源成本降至41.5千瓦时,打破了当前的效率纪录,同时安装和运行成本也更低。该公司表示这项新技术可以在短短几年内以每公斤1.5美元左右的价格提供绿色氢气。

在我们期待迈向清洁能源的未来时,效率很显然是对氢能源的一大打击。氢气的单位重量或体积可储存的能量远多于电池,而且它支持快速加注。但是,当电池是一种高效的储存和释放能量的方式时,氢气似乎在每个步骤中都在浪费能量:电解、储存和运输、通过燃料电池转换为电力......它甚至还会慢慢地从金属罐中泄漏出来。

如果Hysata的新电解器技术能做到它所描述的那样,电解阶段的效率将有一个巨大的飞跃,更好地利用宝贵的清洁能源。通过从给定的能源供应中产生更多的氢气,同时减少运营中的CAPEX和OPEX支出,这种设备还可以推动绿色氢气的价格下降,也许会达到与脏氢气甚至化石燃料竞争的程度。

那么它是如何工作的呢?首先我们需要了解目前生产氢气的主要瓶颈:由于电解液中的气泡是不导电的,它们可以粘在电极上,掩盖它们与它们需要接触的液体的接触,这降低了转换效率。早期的电解器的两个电极都淹没在电解液中,这样就会在它们周围形成气泡。在70年代,零间隙电解使阳极和阴极直接与分离膜接触,通过只允许气泡在每个电极的一侧形成而提高了效率。而最近,聚合物电解质膜技术允许阴极一侧在没有电解质的情况下运行,通过生产氢气而不通过液体冒泡,再次提高了效率。

而Hysata的毛细管供料电解槽继续推进了技术进步。电解池底部的储液器使电解液不与阳极和阴极接触,直到它通过一个多孔、亲水的电极间分离器利用毛细作用被吸上来。因此,电解液与电极直接接触,且只在一侧直接产生氢气和氧气,中间没有任何气泡的阻碍。

由于没有水被吸引到释放气体的电极一侧,阻力进一步减少,因此两者不会互相妨碍,而且当水从分离器中被电解出来时,毛细作用会吸取更多的水来替代它。

在《自然通讯》上发表的一篇同行评议论文中,Hysata团队声称其毛细管作用电解槽的效率已被证明达到了破纪录的98%,大大优于"最先进的[大概是不对称聚合物电解质膜]商业水电解槽",后者显示的电池效率为83%。气体交叉率极低,这一点也至关重要,因为在适当的温度和浓度下,氢气-空气混合物非常容易爆炸。

该公司表示,这项技术也减少了电池外的额外费用。不需要液体循环、气液分离罐、管道、泵和配件。这种设备可以是空气冷却的,也可以是辐射自冷的,从而进一步降低了资本和运营成本,而且如果受重力限制的毛细作用的最大高度被证明是一个限制因素,那么,Hysata的技术还可以调整储液罐的位置,让电解质沿着分离器流下。

所有这些因素都有助于减少电解池外的"工厂平衡"能源使用,当计算整体系统效率时,这种技术与其他技术之间的差距更大。

公司首席技术官Gerry Swiegers在一份新闻稿中说:"Hysata的整个电解槽系统被设计成易于制造、扩展和安装,提供95%的整体系统效率,相当于41.5千瓦时/公斤,而现有电解槽技术的效率为75%或更低。"对于氢气生产商来说,这将大大降低资本成本。

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这家伙很懒,什么描述也没留下

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