Các công nghệ quan trọng đối với năng lượng hydro là gì?
Chuỗi công nghiệp năng lượng hydro có 4 mắt xích chính, đó là sản xuất hydro, lưu trữ hydro, trạm tiếp nhiên liệu hydro và pin nhiên liệu.
Bạn có biết liên kết nào là điểm mấu chốt trong giai đoạn này và đòi hỏi đầu vào kỹ thuật nhất không? Nghe này, tôi sẽ cho bạn biết câu trả lời.
Trên thực tế, trong giai đoạn 2018-2020, hầu hết các dự án trọng điểm trong ngành năng lượng hydro đều tập trung vào pin nhiên liệu hydro, chiếm 51,9%.
Tuy nhiên, kể từ năm 2021, quốc gia này đã tăng cường nghiên cứu và phát triển công nghệ sản xuất hydro và lưu trữ hydro, và tỷ lệ các dự án nghiên cứu và phát triển của nước này đã tăng lên đáng kể.
Sản xuất hydro, lưu trữ hydro và pin nhiên liệu bắt đầu bình đẳng với nhau, với ba mắt xích chính chiếm 32%.
Điều này là do ứng dụng của pin nhiên liệu hydro không thể tách rời với quá trình sản xuất hydro và lưu trữ hydro. Pin nhiên liệu là ứng dụng, sản xuất và lưu trữ hydro là nền tảng. Chỉ khi nền tảng vững chắc thì các ứng dụng mới có thể phát triển tốt hơn.
Vì vậy, nói về điều này, các công nghệ quan trọng để sản xuất hydro là gì?
Thực tế, phải kể đến công nghệ then chốt tham gia sản xuất hydro - công nghệ hấp phụ xoay chiều áp suất (PSA) của hỗn hợp khí
Nguyên tắc cơ bản là: sự hấp phụ các chất khí bằng chất hấp phụ là chọn lọc, nghĩa là khả năng hấp phụ của các chất khí khác nhau trên chất hấp phụ là khác nhau, và khả năng hấp phụ của một chất khí cụ thể trên chất hấp phụ sẽ thay đổi theo áp suất. Các đặc tính thay đổi cho phép tách hỗn hợp khí và tái sinh chất hấp phụ.
Nói một cách đơn giản, khí chứa hydro được đưa vào đơn vị PSA, các tạp chất không phải hydro được loại bỏ và hydro có độ tinh khiết cao được chiết xuất.
Tôi tin rằng một số người sẽ hỏi, nhưng đây là khai thác hydro, không phải sản xuất hydro, khác với những gì tôi đã nói trước đây?
Đúng vậy, PSA chỉ có thể tinh chế hydro chứ không phải hydro, nhưng lý do tại sao nó tập trung vào nó là hầu hết các phương pháp sản xuất hydro hiện tại không thể tạo ra hydro có độ tinh khiết cao, và cuối cùng PSA là cần thiết cho bước cuối cùng của quá trình tinh chế. nó đi mà không nói.
Vì vậy, không có cách nào để tạo ra hydro độ tinh khiết cao trong một lần?
Trên thực tế, có nghĩa là điện phân hydro, và đây là một công nghệ quan trọng khác để sản xuất hydro mà chúng ta đang thảo luận ngày nay.
Cái gọi là điện phân nước để tạo ra hydro có nghĩa là dưới tác dụng của dòng điện một chiều, các phân tử nước bị phân ly thành hydro và oxy thông qua một quá trình điện hóa, chúng được tách ra ở cực âm và cực dương, sau đó là hydro với độ tinh khiết là lên đến 99,99% có thể được trực tiếp.
Hơn nữa, công nghệ điện phân sản xuất hydro trong nước cũng được coi là công nghệ cốt lõi quan trọng của sản xuất hydro năng lượng tái tạo xanh, bởi vì cho dù đó là sản xuất hydro năng lượng hóa thạch hay sản xuất hydro sản phẩm công nghiệp, các công nghệ sản xuất hydro chính này sẽ tạo ra khí thải carbon trong quá trình sản xuất. , bảo vệ môi trường kém.
Việc sử dụng năng lượng tái tạo hydro điện phân có thể phát huy vai trò thực sự của nó là năng lượng xanh và sạch.
Theo tuyên bố này, công nghệ điện phân hydro nên được sử dụng trên toàn thế giới, phải không?
Nhưng ngược lại là đúng. Ngày nay, hơn 95% hydro trên thế giới được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, và chỉ khoảng 4% được tạo ra thông qua quá trình điện phân nước.
Vậy tại sao hydro điện phân, rõ ràng là thân thiện với môi trường và xanh hơn, lại khó trở thành xu hướng chủ đạo?
Thực ra, lý do rất đơn giản, đó là giá thành cao và công nghệ chưa trưởng thành.
Hiện nay, có ba phương pháp sản xuất chủ đạo cho công nghệ sản xuất hydro từ điện phân nước, đó là tế bào điện phân nước kiềm, tế bào điện phân nước màng trao đổi proton và tế bào điện phân nước oxit rắn. Phương pháp đầu tiên quá đắt, phương pháp thứ hai và thứ ba là Công nghệ chỉ mới bắt đầu và chưa trưởng thành.
Nhưng tình hình này không khó để thay đổi. Sản xuất hydro từ năng lượng tái tạo là hướng phát triển trong tương lai của năng lượng hydro.