Quais são as tecnologias importantes para a energia do hidrogênio?
A cadeia da indústria de energia de hidrogênio tem quatro elos principais, a saber, produção de hidrogênio, armazenamento de hidrogênio, estações de reabastecimento de hidrogênio e células de combustível.
Você sabe qual link é o ponto chave nesta fase e requer o aporte mais técnico? Escute, eu lhe direi a resposta.
De fato, em 2018-2020, a maioria dos principais projetos do setor de energia de hidrogênio está concentrada em células de combustível de hidrogênio, representando 51,9%.
No entanto, desde 2021, o país aumentou a pesquisa e desenvolvimento da produção de hidrogênio e tecnologia de armazenamento de hidrogênio, e a proporção de seus projetos de pesquisa e desenvolvimento aumentou significativamente.
A produção de hidrogênio, o armazenamento de hidrogênio e as células de combustível começaram a ficar em pé de igualdade, com os três principais elos respondendo por 32%.
Isso ocorre porque a aplicação de células a combustível de hidrogênio é inseparável da produção e armazenamento de hidrogênio. As células de combustível são aplicações, e a produção e armazenamento de hidrogênio são a base. Somente quando a base é sólida, os aplicativos podem se desenvolver melhor.
Então, falando nisso, quais são as tecnologias importantes para a produção de hidrogênio?
De fato, a tecnologia chave envolvida na produção de hidrogênio deve ser mencionada - tecnologia de adsorção por oscilação de pressão (PSA) de gás misto
O princípio básico é: a adsorção de gases pelos adsorventes é seletiva, ou seja, a capacidade de adsorção de diferentes gases no adsorvente é diferente, e a capacidade de adsorção de um gás específico no adsorvente varia com a pressão. As características variáveis permitem a separação de misturas gasosas e a regeneração de adsorventes.
Simplificando, o gás contendo hidrogênio é colocado na unidade PSA, as impurezas que não o hidrogênio são removidas e o hidrogênio de alta pureza é extraído.
Acredito que algumas pessoas vão perguntar, mas isso é extração de hidrogênio, não produção de hidrogênio, que é diferente do que eu disse antes?
Sim, o PSA só pode purificar hidrogênio, não hidrogênio, mas a razão pela qual ele se concentra nele é que a maioria dos métodos atuais de produção de hidrogênio não pode produzir hidrogênio de alta pureza e, finalmente, o PSA é necessário para a etapa final de purificação. É evidente.
Então, não há uma maneira de produzir hidrogênio de alta pureza de uma só vez?
Na verdade, existe, ou seja, eletrólise do hidrogênio, e essa é outra tecnologia importante para a produção de hidrogênio que estamos discutindo hoje.
A chamada eletrólise da água para produzir hidrogênio significa que, sob a ação da corrente contínua, as moléculas de água são dissociadas em hidrogênio e oxigênio por meio de um processo eletroquímico, que são separados no cátodo e ânodo, respectivamente, e depois em hidrogênio com uma pureza de até 99,99% podem ser obtidos diretamente.
Além disso, a eletrólise da tecnologia de produção de hidrogênio da água também é considerada a principal tecnologia central da produção de hidrogênio de energia renovável verde, porque seja a produção de hidrogênio de energia fóssil ou a produção de hidrogênio por subproduto industrial, essas tecnologias convencionais de produção de hidrogênio produzirão emissões de carbono em o processo de produção. , má proteção ambiental.
O uso de hidrogênio eletrolítico de energia renovável pode desempenhar seu verdadeiro papel como uma energia verde e limpa.
De acordo com esta declaração, a tecnologia do hidrogênio eletrolítico deve ser usada em todo o mundo, certo?
Mas o oposto é verdadeiro. Hoje, mais de 95% do hidrogênio do mundo é produzido a partir de combustíveis fósseis, e apenas cerca de 4% é obtido através da eletrólise da água.
Então, por que o hidrogênio eletrolítico, que obviamente é mais ecológico e verde, é difícil de se tornar o mainstream?
Na verdade, o motivo é muito simples, ou seja, alto custo e tecnologia imatura.
Atualmente, existem três métodos principais de produção para a tecnologia de produção de hidrogênio a partir de eletrólise de água, ou seja, célula de eletrólise de água alcalina, célula de eletrólise de água de membrana de troca de prótons e célula de eletrólise de água de óxido sólido. O primeiro método é muito caro, e o segundo e o terceiro métodos são A tecnologia está apenas começando e é imatura.
Mas esta situação não é difícil de mudar. A produção de hidrogênio a partir de energia renovável é a direção de desenvolvimento futuro da energia de hidrogênio.