उच्च दबाव इलेक्ट्रोलिसिस



उच्च दबाव विद्युत् अपघटन (HPE) पानी के माध्यम से विद्युत प्रवाह के गुजरने के कारण पानी (H2O) के ऑक्सीजन (O2) और हाइड्रोजन गैस (H2) में अपघटन द्वारा पानी का विद्युत् अपघटन  है। [1] एक मानक प्रोटॉन विनिमय मेम्ब्रेन वैद्युत अपघटक के साथ अंतर 70 डिग्री सेल्सियस पर 12-20 मेगापास्कल (120-200 बार) [2] के आसपास संपीड़ित हाइड्रोजन आउटपुट है। [3] वैद्युत अपघटक में हाइड्रोजन पर दबाव डालने से बाहरी हाइड्रोजन सम्पीडक की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, आंतरिक विभेदक दबाव संपीड़न के लिए औसत ऊर्जा खपत लगभग 3% होती है। [4]

दृष्टिकोण
चूंकि पानी के लिए आवश्यक संपीड़न शक्ति हाइड्रोजन-गैस की तुलना में कम होती है, इसलिए पानी को उच्च दबाव तक पंप किया जाता है, दूसरे दृष्टिकोण में विभेदक दबाव का उपयोग किया जाता है।

वैद्युत अपघटक स्टैक के लिए एक उतार-चढ़ाव वाले विद्युत इनपुट को स्वीकार करने में सक्षम होना भी महत्वपूर्ण है, जैसे कि नवीकरणीय ऊर्जा के साथ पाया जाता है। यह तब ग्रिड संतुलन और ऊर्जा भंडारण में मदद करने की क्षमता को सक्षम बनाता है।

अति उच्च दबाव विद्युत् अपघटन
अति उच्च -दबाव विद्युत् अपघटन उच्च दबाव विद्युत् अपघटन 5000 –. पर काम कर रहा है अति उच्च दबाव पर H2 और O2 की झिल्ली में पानी की घुलनशीलता और पार-पारगमन हाइड्रोजन शुद्धता को प्रभावित कर रहा है, संशोधित PEMs का उपयोग O2 और O2 स्तरों में H2 स्तरों को बनाए रखने के लिए उत्प्रेरक H2/O2 पुनः संयोजकों के संयोजन में पार-पारगमन को कम करने के लिए किया जाता है। H2 में हाइड्रोजन सुरक्षा आवश्यकताओं के अनुरूप मूल्यों पर।

अनुसंधान
अमेरिकी ऊर्जा विभाग का मानना ​​है कि उच्च दबाव विद्युत् अपघटन, चल रहे अनुसंधान और विकास द्वारा समर्थित, प्रौद्योगिकियों को सक्षम करने और स्वीकार करने में योगदान देगा जहां हाइड्रोजन नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों और स्वच्छ ऊर्जा उपभोक्ताओं के बीच ऊर्जा वाहक है।

पानी से हाइड्रोजन के कुशल उत्पादन के लिए डीओई द्वारा उच्च दबाव वाले विद्युत् अपघटन की जांच की जा रही है। 2005 में कुल लक्ष्य $4.75 प्रति गैसोलीन गैलन समतुल्य H2 64% की दक्षता पर। 2010 में DOE के लिए कुल लक्ष्य $2.85 प्रति gge H है2 75% की दक्षता पर। 2005 तक डीओई ने अनुसंधान के लिए कुल $1,563,882 मूल्य की धनराशि प्रदान की।

मित्सुबिशी अपने उच्च दबाव हाइड्रोजन ऊर्जा जनित्र (HHEG) प्रोजेक्ट के साथ ऐसी तकनीक का अनुसरण कर रहा है।

जूलिच जर्मनी में Forschungszentrum Jülich, वर्तमान में EKOLYSER में उच्च दबाव पीईएम विद्युत् अपघटन में उपयोग किए जाने वाले घटकों की लागत में कमी पर शोध कर रहा है। उच्च दबाव विद्युत् अपघटन  (जिसे उच्च दबाव विद्युत् अपघटन  एचपीई भी कहा जाता है) पानी का  विद्युत् अपघटन  परिवेश से अधिक दबावों पर किया जाता है जिसमें विद्युत ऊर्जा ऑक्सीजन (O2) और हाइड्रोजन (H2) का उत्पादन करने के लिए पानी के अपघटन की प्रेरक शक्ति होती है। 75661-वितरित-पीढ़ी में सौर और पवन जैसे नवीकरणीय संसाधनों से हाइड्रोजन ईंधन का उत्पादन, छोटे पैमाने के अनुप्रयोग पर्यावरण-सौम्य, वास्तव में टिकाऊ परिवहन ईंधन आपूर्ति प्रदान करेंगे। लेकिन इससे पहले कि इसे हासिल किया जा सके, हाइड्रोजन जनरेटिंग सिस्टम को केंद्रीय एयर कंडीशनिंग या भट्टियों (जिनके लिए केवल वार्षिक रखरखाव की आवश्यकता होती है) जैसे घरेलू उपकरणों के रूप में विश्वसनीय होना चाहिए। विश्वसनीयता समस्याओं का प्राथमिक स्रोत अलग यांत्रिक कंप्रेसर है, जो पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए उच्च दबाव हाइड्रोजन की आपूर्ति करता है, और इसका उन्मूलन इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह परियोजना एक फोटोवोल्टिक (पीवी)-संचालित, हाइड्रोजन ईंधन उत्पादक के लिए एक प्रोटोटाइप विकसित करेगी जो अतिरिक्त संपीड़न के बिना वाणिज्यिक या कृषि वाहनों के डिपो-शैली ईंधन भरने के लिए हाइड्रोजन ईंधन डिस्पेंसर को उच्च दबाव गैस (5,000 से 10,000 पीएसआई) की आपूर्ति करती है। या बिजली कंडीशनिंग उपकरण। दृष्टिकोण एक अभिनव अल्ट्रा-हाई प्रेशर इलेक्ट्रोलिसिस सिस्टम पर आधारित होगा जिसमें इलेक्ट्रोलिसिस सेल से सीधे 10,000 पीएसआई से अधिक दबाव पर हाइड्रोजन ईंधन देने की क्षमता है। प्रथम चरण: (1) अल्ट्रा-हाई प्रेशर इलेक्ट्रोलिसिस सेल पर पैरामीट्रिक परीक्षणों की एक श्रृंखला का उपकरण और संचालन करेगा और परिवेश से 10,000 पीएसआई के दबाव पर ईंधन ग्रेड हाइड्रोजन के उत्पादन की दक्षता का दस्तावेजीकरण करेगा; (2) उच्च दबाव हाइड्रोजन उत्पादन से जुड़े हानि तंत्र और दक्षता लाभ की पहचान करें; और (3) हाइड्रोजन फ्यूल डिस्पेंसर के साथ स्टैंड-अलोन पीवी-पावर्ड, हाई-प्रेशर इलेक्ट्रोलाइजर सिस्टम डिजाइन करें। पुरस्कार विजेता द्वारा वर्णित वाणिज्यिक अनुप्रयोग और अन्य लाभ: प्रौद्योगिकी को निकट अवधि में वाहनों के लिए वितरित हाइड्रोजन ईंधन उत्पादन की अनुमति देनी चाहिए, साथ ही लंबी अवधि में ईंधन-सेल संचालित परिवहन की शुरुआत को गति देनी चाहिए। प्रौद्योगिकी 24/7 उपलब्धता, पीक शेविंग और लोड लेवलिंग के लिए छोटे पैमाने पर नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण का भी समर्थन करेगी।

विद्युत् अपघटन यूनिट का कोर एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल है, जो शुद्ध पानी से भरा होता है और इसमें दो इलेक्ट्रोड होते हैं जो बाहरी बिजली आपूर्ति से जुड़े होते हैं।परियोजना। इस शोध का प्राथमिक लक्ष्य प्रदर्शन और गैस शुद्धता में सुधार करना, महंगी सामग्रियों की लागत और मात्रा को कम करना और 2010 में प्रकाशित ऊर्जा कॉन्सेप्ट में 2050 के लिए जर्मन सरकार द्वारा निर्धारित वैकल्पिक ऊर्जा लक्ष्यों तक पहुंचना है।

थेल्सनैनो ऊर्जा ने रसायन विज्ञान प्रयोगशालाओं में हाइड्रोजन सिलेंडरों के प्रतिस्थापन के रूप में एक लैब-स्केल उच्च दबाव (100 बार) हाइड्रोजन जनित्र जारी किया।

वाणिज्यिक उत्पाद
होंडा ने ईंधन सेल ऑटोमोबाइल द्वारा उपयोग के लिए लॉस एंजिल्स में अपना स्मार्ट हाइड्रोजन स्टेशन (SHS) स्थापित किया।

यह भी देखें

 * पुनर्योजी ईंधन सेल
 * इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग
 * उच्च तापमान विद्युत् अपघटन

बाहरी संबंध

 * High pressure electrolyzer
 * EC-supported STREP program on high pressure PEM water electrolysis