Водород - PEM

­­

Компания ЭкоГазСистем поставляет инновационные генераторы водорода марки Proton OnSite производства компании NEL hydrogen (сертификат официального представителя). Принцип работы генераторов - электролиз воды на протонообменной мембране. Короткое название технологии - ПОМ (или PEM, от английского "proton exchange membrane"). В отличие от традиционной технологии электролиза щелочного электролиза, использование щёлочи в PEM-генераторах полностью исключено.
Это сравнительно новая технология получения водорода. Использование водородных станций с PEM-технологией в промышленности началось 15-20 лет назад. Сейчас такие установки постепенно вытесняют традиционный щелочной электролиз. Отметим, что для применений в водородной энергетике, протонообменные мембраны - практически безальтернативное решение.

 

Принцип действия

Сердцем системы является электролизная ячейка. В ячейке вода под действием постоянного тока распадается на водород и кислород. Как устроена ячейка? В ней имеется два электрода, катод и анод. Между ними расположена та самая протонообменная мембрана. Она обладает особым свойством - пропускает только протоны и не пропускает воду и газы. Мембрана сделана из особого высокотехнологичного полимера.
На анод поступает деионизированная вода, где расщепляется на протоны, электроны и газообразный кислород. Отметим, что деионизированная вода - это химически чистая вода, без примесей солей и прочих веществ. Иногда деионизированную воду называют "дистиллированной", что не вполне верно.
Протоны проходят через мембрану, а как электроны движутся через внешнюю электрическую цепь. На катоде протоны и электроны воссоединяются, образуя газообразный водород (H₂).
принцип действия протонообменноой мембраны для получения водорода
Уникальной особенностью водородных генераторов NEL Hydrogen является поддержание разности давлений водорода и кислорода. Кислород, который образуется на аноде, находится под атмосферным давлением. На стороне катода, где образуется водород, создается давление до 30 бар. Важно, что такое давление достигается без использования насоса или дожимного компрессора. Кислород при этом никоим образом не может попасть в продукционный водород. Это гарантирует высочайшую чистоту водорода и повышает безопасность всего процесса. Кроме того, не требуется устройство дополнительной очистки водорода.
Ещё одно преимущество водородных установок с PEM-технологией - это длительный срок службы (20 лет). Это обусловлено практическим отсутствием коррозии, ведь никаких агрессивных веществ в процессе работы не возникает. Электролизные модули Proton PEM сохраняют высокую эффективность на протяжении всего срока эксплуатации. Иными словами, энергопотребление установки остаётся стабильным, лишь незначительно растёт  к концу срока эксплуатации.
Специально для российского рынка конструкция водородных установок была доработана. Теперь оборудование не имеет признаков ОПО (опасный производственный объект), то есть
- - - водородные установки Proton OnSite не подлежат регистрации в органах технадзора - - -

Прочие преимущества водородных установок NEL hydrogen с протонообменной мембраной:
  • Быстрый старт и выключение установки в любой момент. Количество старт/стоп не влияет на срок службы.
  • Сервисное облуживание проводится всего один раз в год;
  • Продувка системы азотом не требуется.
 

Технические данные установок Proton OnSite

МодельH2H4H6C10C20C30
ЭлектролитТехнология ПОМ - протонообменная мембрана (PEM - Proton Exchange Membrane)
Производительность, Нм³/ч246102030
Выходное давление водорода, бар15-30 бар
Чистота водорода99,9998% (H₂O < 2 ppm, точка росы -72°C, N₂ < 2 ppm, O₂ < 1 ppm)
Диапазон регулирования производительности0..100%, автоматическое регулирование
Деионизированная вода, расход, л/час1,83 3,665,5917,926,9
Требования к деионизованной водеASTM Тип I (<0.1μS/см; >10MΩ-cм); 5..40 °C; 1..4 бар
Охлаждающая вода5-35°C; до 1,1 бар
Тепловая нагрузка, кВт81624326497
Расход охл. воды, м³/час---5,58,612
Требования к электропитанию380 В, трехфазный, 50 Гц
Степень защиты электрооборудованияIP 56
Система управления• Полностью автоматическая система управления SIEMENS; • Автоматическое обнаружение неисправностей и контроль герметичности; • Автоматическое обнаружение утечек водорода;
Габариты оборудования1 800 х 810 х 1 910 ммЭлектролизер: 2 520 х 1 160 х 2 001 мм Блок питания: 1 690 х 1 003 х 2 001 мм
Вес (нетто), кг6827277732 7342 9243 076
Материал изготовленияНержавеющая сталь AISI304
Опции• Система утилизации тепла (замкнутый контур); • Мониторинг точки росы; • Размещение оборудования в автономном блок-модуле;
СпецзаказВодородные установки производительностью 100/200/250/400/500 Нм³/час
 

О компании NEL Hydrogen

1927 - первый электролизер

История компании началась в 1927 году в Норвегии, в городе Нотоден. В этом городе компания Norks Hydro построила свой первый небольшой электролизер, который работал на основе щелочного электролиза воды. Электролизер работал в составе опытной установки, предназначенной для производства удобрений.

1940 - 30.000 Нм³ водорода в час

Огромная водородная установка, действующая на принципе электролиза воды, была построена в городе Рюкан в 1940 году. Производительность установки составила30.000 Нм³/час водорода. Даже сейчас в мире нет водородных установок (на основе электролиза воды) такого масштаба. На тот момент это было нечто совершенно фантастическое. Установка питалась от нескольких гидроэлектростанций, таким образом, получаемый водород был в полном смысле слова "зелёным".

2003 - Новые компетенции

В 2003 водородное подразделение компании Norsk Hydro стало независимым от материнской компании. Новая компания получила название NEL Hydrogen, а вместе с этим - карт-бланш на развитие технологий для новой водородной энергетики. В этом же году в Рейкъявике была запущена в эксплуатация первая водородная заправочная станция для автомобилей.

2017 - Новая энергетика

Компания NEL Hydrogen включила в свой состав американскую компанию Proton OnSite. Компания Proton OnSite уже была хорошо известна на мировом рынке со своими водородными генераторами на основе протонообменных мембран. Ещё ранее в состав NEL Hydrogen вошла компания H2 Logic, которая разрабатывает и выпускает водородные заправочные станции для автомобилей. Таким образом, на сегодня компания NEL Hydrogen стала крупнейшим игроком на рынке решений по производству водорода методом электролиза (щелочного и на основе PEM).