الأخبار

أنمُحلل كهربائي قلوي(وهو أيضًا معروف باسم نظام تحليل الماء القلوي الكهربائي (AWE)) هو نوع من الأجهزة الكهروكيميائية المستخدمة لفصل الماء إلى الهيدروجين (H₂) والأكسجين (O₂) من خلال التحليل الكهربائي في حلول كهارلة قلوية. تم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع لإنتاج الهيدروجين بسبب موثوقيتها، العمر الطويل نسبيًا، والتكلفة المنخفضة نسبيًا مقارنة بتقنيات المُحللات الكهربائية الأخرى، مثل تحليل الغشاء البوليمري للبروتون (PEM).

1. مبدأ عمل AWE

تعمل المكهربات القلوية على أساس مبدأ تحليل الكهرباء بالماء، والذي ينطوي على تفكك جزيئات الماء باستخدام الطاقة الكهربائية. يتكون النظام من محلول الكهربائيات ، والإلكترودات ، والحجاب الحاجز (المنفصل) ، ومصدر طاقة خارجي.

في الكاثود (، تفاعل تطور الهيدروجين، HER):

في الأندود (+، تفاعل تطور الأكسجين، OER):

الإجابة العامة هي:

هذا يعني أنه لكل جزيئين من الماء، ينتج النظام جزيئين من غاز الهيدروجين وجزيء واحد من غاز الأكسجين.

- 2. المكونات الرئيسية لمصدر الكهرباء القلوية
أ. الالكتروليت (الحل القلوي)
المنتج الكهربائي هو محلول مركز هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH، 20-40٪) أو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH، 20-40٪).
وهي بمثابة الوسيط لنقل الأيونات، مما يضمن أن أيونات الهيدروكسيد (OH-) تتحرك بين الأقطاب الكهربائية.
ب. الكهرباء (الأنود والكاثود)
عادة ما تكون الأقطاب الكهربائية مصنوعة من مواد على أساس النيكل أو معادن أخرى مقاومة للتآكل.
غالبًا ما يتم طلاء الكاثود (حيث يتم إنتاج الهيدروجين) بمحفزات على أساس النيكل أو الحديد أو الكوبالت لتعزيز الكفاءة.
عادة ما يتم صنع الأندود (حيث يتم إنتاج الأكسجين) من الفولاذ المقاوم للصدأ المغطى بالنيكل أو المغطى بمواد مثل أكسيدات المنغنيز أو الكوبالت لتحسين أداء الأكسدة.
ج. الحجاب الحاجز (المنفصل)
فهي تفرق بين غرفة الأنفود وغرفة الكاثود بواسطة شريحة غشاء من الأسبستوس أو البوليمر أو السيراميك.
يسمح بحركة أيونات الهيدروكسيد (OH-) مع منع خلط غازات الهيدروجين والأكسجين لضمان السلامة.
د. إمدادات الطاقة
مصدر طاقة تيار متزامن يوفر الطاقة المطلوبة لتقسيم المياه.
يتراوح الجهد المطبق عبر الأقطاب الكهربائية عادةً من 1.8 فولت إلى 2.4 فولت لكل خلية ، اعتمادًا على ظروف التشغيل.

3. مزايا المكهربات القلوية
✅ a. تكنولوجيا ناضجة ومثبتة
تم استخدام التحليل الكهربائي القلوي في إنتاج الهيدروجين الصناعي لأكثر من قرن.
يتم تطبيقه على نطاق واسع في الصناعات مثل إنتاج الأسمدة ومعالجة المعادن والتصنيع الكيميائي.
✅ ب. تكلفة أقل مقارنة مع المزلقات الكهربائية PEM
يستخدم مواد رخيصة ومتوفرة على نطاق واسع (على سبيل المثال ، أقطاب النيكل بدلاً من المعادن الثمينة مثل البلاتين أو الإريديوم).
لا حاجة لأغشية مكلفة تقود البروتونات
✅ ج. عمر عملي طويل
يمكنها أن تعمل لعشرات الآلاف من الساعات مع الصيانة المناسبة.
التشغيل المستقر في تطبيقات إنتاج الهيدروجين المستمر.
✅ د. قابلة للتوسع لإنتاج الهيدروجين على نطاق واسع
مناسبة للتطبيقات على نطاق صناعي بسبب قدرتها على العمل في أكوام كبيرة.