La tecnologia di misurazione garantisce la qualità nella produzione di idrogeno

Dettagli: Rilasciato: 05.03.2024; Ultimo aggiornamento: 08.04.2024; Hits: 960

L’economia globale dell’idrogeno è in pieno svolgimento e rappresenta una parte importante della transizione energetica. Jumo vorrebbe partecipare a questo sviluppo e posizionarsi con i suoi misurazione come fornitore di sistemi e soluzioni per il Produzione di idrogeno. Druck- E sensori di temperatura, sensori di conducibilità o Trasmettitori di pressione garantire la qualità qui.

contenuto

Stato attuale dell’economia globale dell’idrogeno
- Ragioni per utilizzare l’idrogeno pulito
Requisiti tecnici nella produzione di idrogeno
- Monitoraggio dell'acqua ultrapura nell'elettrolizzatore
- Tecnologia di misurazione per la produzione di idrogeno
Idrogeno e futuro
- Possibili aree di applicazione per H2
Domande Frequenti

Stato attuale dell’economia globale dell’idrogeno

Con l'obiettivo dell'Europeo Offerte verdi La Commissione europea si è posta l’obiettivo di non emettere più gas serra netti entro il 2050. Ciò significa che l’Europa dovrebbe diventare il primo continente a impatto climatico zero sulla terra. Grandi sforzi sono stati compiuti anche in Canada, negli Stati Uniti e nella regione dell’Asia-Pacifico per avviare la transizione verso un’economia efficiente sotto il profilo delle risorse, competitiva e moderna.

L'espansione del Energie rinnovabili è direttamente correlato alla crescita dell’economia dell’H2. Per produrre idrogeno verde, l’elettricità necessaria deve provenire da fonti energetiche rinnovabili. Ciò richiederà senza dubbio tecnologie ponte per produrre idrogeno.

Consiglio di lettura: fare il pieno di idrogeno alla giusta pressione

La Germania, come altri paesi europei, formula la propria strategia UE sull’idrogeno nell’“Aggiornamento della strategia nazionale sull’idrogeno”. La Francia, ad esempio, fa così. B. nell’ambito del piano “Francia 2030”. L’anno 2030 è sempre un traguardo importante. Fino a 2030 La Commissione Europea si è posta l’obiettivo di ridurre i gas serra netti di almeno il 55% rispetto al 1990.

Ragioni per utilizzare l’idrogeno pulito

Ci sono diverse ragioni per il ruolo cruciale dell’idrogeno nella transizione energetica:

L'elemento H2 può essere utilizzato come fonte di energia versatile sauber essere generato. Inoltre, l'idrogeno si stacca quando viene bruciato o utilizzato celle a combustibile solo acqua come sottoprodotto. Ciò aiuta a ridurre le emissioni di gas serra e lo rende un’alternativa interessante ai combustibili fossili.
Un altro vantaggio della tecnologia dell'idrogeno è il suo capacità di stoccaggio. Come dispositivo di accumulo dell'energia a lungo termine, serve idealmente per l'elettricità in eccesso proveniente da fonti energetiche rinnovabili. Il processo di elettrolisi divide l’acqua in idrogeno e ossigeno. L’idrogeno generato può essere immagazzinato e successivamente riconvertito in elettricità o calore, se necessario.
L’idrogeno offre anche la possibilità di settori difficili da elettrificare decarbonizzare. Gli esempi includono la produzione di acciaio, l’aviazione, il traffico di merci pesanti e la navigazione. Questi sono con l'idrogeno come fonte di energia Industries in grado di ridurre drasticamente le proprie emissioni.

C'è oggi Progressi nella tecnologia dell’idrogeno, ottenuta attraverso costi competitivi e migliori infrastrutture di produzione, stoccaggio e distribuzione dell’idrogeno. Inoltre è aumentata la cooperazione tra governi, imprese e RicercaLe strutture di s parlano a favore della tecnologia.

Requisiti tecnici nella produzione di idrogeno

L'uso dell'idrogeno come combustibili porta con sé requisiti materiali specifici che svolgono un ruolo centrale nell’efficienza, sicurezza e longevità dei sistemi. Poiché l’idrogeno viene gestito ad alta pressione e talvolta ad alte temperature, anche i materiali utilizzati devono resistere a tali condizioni.

Idrogeno + cella a combustibile: componenti per la generazione di energia

H2 può essere certo Materialien penetrare e quindi modificare la loro struttura. Ciò può portare a crepe e rotture. Leghe speciali, rivestimenti e combinazioni di materiali riducono l'assorbimento di idrogeno e mantengono la durabilità del materiale a lungo termine.

Sono cambiati anche i requisiti per le periferiche delle tecnologie dell’idrogeno. Per gestirne uno elettrolizzatore Ad esempio, è necessaria acqua ultrapura di altissima qualità, che viene scissa in idrogeno e ossigeno utilizzando l'energia elettrica.

Monitoraggio dell'acqua ultrapura nell'elettrolizzatore

Gli elettrolizzatori sono disponibili in diversi modelli, tutti con una dimensione di ingresso Acqua ultrapura lavoro. Nell'elettrolizzatore sono immersi nell'acqua due elettrodi, l'anodo positivo e il catodo negativo.

Se una corrente elettrica viene fatta passare attraverso l'acqua, l'acqua ultrapura H si divide₂O sugli elettrodi nel suo componenti gassosi H₂ e O₂ SU. I gas prodotti vengono raccolti separatamente e possono poi essere utilizzati per varie applicazioni o ulteriormente trattati per lo stoccaggio.

Elettrolizzatori PEM ad esempio, hanno una membrana che separa l'anodo e il catodo per separare l'ossigeno dall'idrogeno. Negli elettrolizzatori alcalini, invece, una soluzione funge da elettrolita che trasporta gli ioni in parallelo tra gli elettrodi.

Una misura importante per l'elettrolizzatore è il monitoraggio e il controllo costante della qualità dell'acqua ultrapura in ingresso. Questo viene fatto utilizzando sonde di misura conduttive, che emette la conduttività in µS/cm. Questo monitoraggio costante protegge dai danni, garantisce la massima durata possibile dei componenti e prolunga gli intervalli di manutenzione.

Tecnologia di misurazione per la produzione di idrogeno

Anche Jumo avverte una significativa ripresa nel settore dell’idrogeno e vede enormi opportunità di crescita in questo settore. L'azienda adatta la sua tecnologia di misurazione per l'uso in Tecnologia dell'idrogeno A. Se necessario, ciò verrà certificato di conseguenza. A questo scopo gli impianti di produzione esistenti sono stati solo leggermente modificati. Gli aumenti necessari del numero di unità possono spesso essere ottenuti attingendo alle riserve di produzione.

Oltre a numerose precauzioni di sicurezza, la gestione dell’idrogeno richiede anche competenze di misurazione. Ciò vale sia per la produzione di idrogeno da acqua ultrapura che per l'alimentazione dell'elettrolizzatore o il monitoraggio della conduttività elettrolitica. Digitale, a prova di esplosione Druck- E sensori di temperatura di Jumo garantiscono il monitoraggio e la sicurezza dei processi termodinamici. Numerose aziende dell'industria tedesca quotate nel DAX installano queste soluzioni nei loro sistemi.

Due di questi sistemi di misurazione sono conduttivi Sensori di conducibilità "Tecline CR" e "Digiline CR". In qualità di partner di sviluppo per soluzioni di sensori e automazione, Jumo offre anche soluzioni di sistema individuali per concetti di elettrolizzatori specifici per il cliente.

Idrogeno e futuro

L’idrogeno esiste da decenni materia prima importante in vari settori. Nell'industria chimica, H₂ utilizzato per produrre metanolo, ammoniaca e altri prodotti. Nella raffineria di petrolio, H₂ utilizzato nella desolforazione dei combustibili. La sua produzione a impatto climatico zero consente la decarbonizzazione del settore. Inoltre, l’industria sta aprendo grandi opportunità in molte nuove applicazioni per raggiungere la neutralità climatica.

Il modulo IO protegge le stazioni di rifornimento di idrogeno Resato

Quello ad alta intensità energetica l'industria pesante ha iniziato a tracciare la strada all'idrogeno come combustibile per la produzione dell'acciaio e vorrebbe utilizzarlo per ridurre le emissioni di CO 2 . Nei trasporti, l’idrogeno è visto come il carburante del futuro per le celle a combustibile. La tecnologia viene promossa soprattutto come fonte di energia negli autobus e nei treni, nel trasporto di merci pesanti, nel trasporto marittimo e nell'aviazione. Nella rete di approvvigionamento energetico, l’idrogeno può fungere da stoccaggio a lungo termine e, ad esempio, compensare le fluttuazioni nella produzione di elettricità, essere distribuito tramite la rete del gas o convertito in calore.

Possibili aree di applicazione per H2

I possibili campi di applicazione diventano più competitivi man mano che la disponibilità di idrogeno verde diventare più attraente. Esiste un ulteriore potenziale nell’uso diffuso dell’idrogeno come parte dell’accoppiamento settoriale. L'idrogeno è l'anello di congiunzione mediante il cosiddetto Tecnologie Power-to-X. Le proprietà e le possibili applicazioni dell’idrogeno apriranno la strada per collegare in modo efficiente settori come la produzione di energia, la fornitura di calore, i trasporti e l’industria.

Domande Frequenti

Come si può produrre l'idrogeno?

L’idrogeno può essere prodotto principalmente attraverso i seguenti processi:

elettrolisi: L'acqua (H 2 O) viene scissa in idrogeno (H 2) e ossigeno (O 2) utilizzando una corrente elettrica. Se l’elettricità utilizzata proviene da energie rinnovabili, l’idrogeno così prodotto viene chiamato “idrogeno verde”.
Reforming con vapore del gas naturale: Il gas naturale (principalmente metano, CH 4) viene combinato con il vapore a temperature e pressioni elevate per produrre idrogeno e anidride carbonica (CO₂). Questo è attualmente il metodo più comunemente utilizzato, ma produce “idrogeno grigio” quando viene rilasciata CO₂.
Decomposizione termica di metano (Pirolisi): il metano viene riscaldato in un reattore resistente al calore, producendo idrogeno e carbonio solido senza rilasciare CO₂. Questo processo può provocare “idrogeno turchese” se l’energia proviene da fonti sostenibili.
fuoriuscita dell'idrogeno biomassa (Bio-idrogeno): l'idrogeno può essere prodotto anche attraverso la gassificazione o la pirolisi della biomassa. Questo processo può variare a seconda della tecnologia e delle materie prime utilizzate.

Quanta elettricità serve per 1 kg di idrogeno?

Per la produzione di 1 kg di idrogeno L'elettrolisi richiede dai 50 ai 55 kWh di energia elettrica, a seconda dell'efficienza del sistema e delle condizioni operative. Questo valore può variare in base al processo di elettrolisi e all'efficienza dell'intero sistema.

Di cosa hai bisogno per produrre idrogeno?

Per produrre idrogeno servono essenzialmente:

A energia: Per l'elettrolisi è necessaria energia elettrica. La sostenibilità della produzione di idrogeno dipende dall’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili come l’energia eolica, solare o idroelettrica.
Acqua: L'elettrolisi utilizza l'acqua (H₂O) come materia prima, che viene scissa in idrogeno (H₂) e ossigeno (O₂).
La Elettrolizzatore: Un dispositivo che esegue l'elettrolisi. Utilizza un anodo e un catodo in un elettrolita per dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno.
Per altri processi produttivi simili Reforming a vapore richiede gas naturale e un catalizzatore, mentre la gassificazione della biomassa richiede materiali organici.

Quanta acqua è necessaria per produrre idrogeno?

Per produrre mediante elettrolisi è necessario circa 1 kg di idrogeno Litri di acqua 9. Questo valore può variare leggermente a seconda dell'efficienza del processo di elettrolisi e delle condizioni operative specifiche.