Żywice do produkcji wodoru

• Strona główna
• Artykuły
• Żywice do produkcji wodoru

2024-05-06

Specjalne gatunki żywic jonowymiennych z serii Lewatit UltraPure mogą być stosowane do uzdatniania wody w elektrolizie PEM (Proton Exchange Membrane Electrolysis). Proces, który przekształca energię elektryczną z odnawialnych źródeł energii w wodór, jest uważany za obiecujące podejście do zrównoważonej produkcji tego cennego gazu. W ten sposób można lepiej kompensować wahania mocy wiatru i promieniowania słonecznego.

Eksperci uważają, że elektroliza PEM odegra ważną rolę w przejściu na gospodarkę opartą na wodorze. W porównaniu do elektrolizy alkalicznej, wysoka gęstość prądu elektrolizy PEM pozwala na produkcję wodoru w mniejszych systemach. Kolejna zaleta to fakt, iż stacje tankowania wodoru można podłączyć bezpośrednio do wylotu wysokociśnieniowego.

Proces jest obecnie tak dobrze rozwinięty, że umożliwia wysoce wydajną produkcję w zakresie megawatów. Wymaga to ciągłego oczyszczania wody procesowej. Lanxess zaleca stosowanie żywic jonowymiennych Lewatit UltraPure 1242 MD (silnie zasadowa żywica anionowymienna, SBA), Lewatit UltraPure 1212 MD (silnie kwaśna żywica kationowymienna, SAC) i Lewatit UltraPure 1295 MD, które są zoptymalizowane pod kątem tego zastosowania, aby zapewnić niski poziom TOC (Total Organic Carbon) .

Jednostka biznesowa Lanxess Liquid Purification Technologies (LPT) prowadzi rozmowy z renomowanymi producentami gazu w celu ustanowienia standardów wydajnego uzdatniania wody w instalacjach elektrolizy PEM.

- Nasza wiedza techniczna, w połączeniu z naszymi wysokowydajnymi żywicami jonowymiennymi, wspiera proces oczyszczania wody dla systemów. Wstępne wyniki testów aplikacyjnych umożliwiają symulację warunków panujących w zakładzie i optymalne wykorzystanie najnowocześniejszych żywic jonowymiennych Lewatit UltraPure - komentuje Hans-Juergen Wedemeyer, kierownik ds. marketingu technicznego w LPT.

W elektrolizie PEM membrana wymiany protonów (PEM) jest wykorzystywana do rozszczepiania wody na wodór i tlen. Jeśli energia elektryczna do tego procesu jest dostarczana z odnawialnych źródeł energii, odbywa się to przy bardzo niskiej emisji CO₂. Technologia PEM wykorzystuje kilka obiegów wody. Ponadto, świeża woda jest stale wprowadzana w celu zrekompensowania strat wody podczas produkcji wodoru.

Woda demineralizowana jest używana jako woda procesowa, ponieważ membrana uległaby poważnym uszkodzeniom w bardzo krótkim czasie z powodu minerałów i innych zanieczyszczeń. Na przykład w systemach PEM o mocy 100 MW w ciągu godziny krąży około 6 - 7 tys. m³ wody procesowej, która wymaga odpowiedniego uzdatnienia.

Temperatury robocze podczas procesu wahają się od 50 do 70 °C. Może to powodować uwalnianie zanieczyszczeń metalicznych i organicznych z elementów systemu. Aby zapewnić stabilną produkcję hydrogenu i ekonomiczną żywotność stosu PEM, konieczne jest ciągłe zmniejszanie tych zanieczyszczeń do minimum. Firma Lanxess zaprojektowała specjalny system uzdatniania wody procesowej za pomocą żywic Lewatit UltraPure w połączeniu ze światłem UV.

Aby ustabilizować jakość obiegu wody, częściowy przepływ około trzech do 6% całkowitej objętości wody jest stale oczyszczany w jednostce polerującej. Lanxess zaleca zastosowanie lampy UV w celu utlenienia materii organicznej (TOC), a następnie kombinacji żywic anionowych i kationowych oraz końcowego filtra polerującego.

Lanxesswodórżywice