Yeşil hidrojen üretiminde verimliliğin artırılması
Hidrojen üretiminde optimize edilmiş performans ve güvenlik sayesinde emisyonların azaltılması
Yeşil hidrojen üretiminde kullanılan ana yöntem olan elektroliz hala nispeten verimsizdir. Elektroliz verimliliğinin artırılması, yeşil hidrojen üretimi maliyetinin düşürülmesi açısından çok önemlidir. Elektrolizörlerin akım yoğunluğu, sıcaklık ve çalışma basıncı gibi çalışma parametrelerinde ince ayar yapılması enerji verimliliğini önemli ölçüde etkileyebilir. Bu parametrelerin optimize edilmesi, yenilenebilir enerji tüketimini ve malzeme bozulmasını azaltırken yeşil hidrojen verimini en üst seviyeye çıkarabilir.
Önemli gerçekler
70%
of electrical energy is currently converted into hydrogen. (Source: IEA 2021 report)
Hidrojen üretim prosesi haritaları
©Endress+Hauser
©Endress+Hauser
Alkali elektrolizörün ilgili proses ölçüm parametrelerini gösteren proses haritası.
PEM elektrolizörün ilgili proses ölçüm parametrelerini gösteren proses haritası.
©Endress+Hauser
Elektroliz verimliliği için su kalitesinin ölçümü
Yeşil hidrojen üretiminde su elektrolizi kullanılır. Bu proses için önemli miktarda su gereklidir. Yeşil hidrojen üretiminde su kaynaklarının sürdürülebilir kullanımı önemli bir husustur. Kimyasal reaksiyona müdahale edebilecek ve yeşil hidrojen üretimi prosesinin verimliliğini düşürebilecek yabancı maddelerin varlığını azaltmak için elektroliz sırasında saf veya damıtılmış su kullanılmalıdır. Ters osmoz gibi prosesler ile yüksek saflıkta su elde edilir.
Sahadaki uzmanlığımız
Bu parametrelerin ölçülmesi önemlidir: seviye, akış, basınç, iletkenlik ve bazı durumlarda pH.
- İletkenlik, su kalitesinin sağlanmasında önemli bir ölçüm parametresidir. Dijital iletkenlik sensörümüz Memosens CLSE16, veri depolama ve temassız iletim özellikli Memosens 2.0 teknolojisine sahiptir.
- Akış ölçerler iletken sıvıların izlenmesi için kullanılır ve elektrolizörün su beslemesinin güvenilirliğini sağlar. Promag W 10, sınırsız kurulum ölçümleri sağlayan dünyanın ilk elektromanyetik akış ölçeridir.
- Suyun elektrolize hazırlanması sırasında gerçekleştirilen basınç ölçümü, filtrasyon ve osmozdaki tıkanıklıkları tespit etmek için çok önemlidir. Cerabar PMP51B, yeşil hidrojen üretimi sırasında sistematik hataların azaltılmasını sağlayan güvenilir ve kullanımı kolay bir sensördür.
- Seviye ölçümü, tutarlı beslemenin sürdürülmesi, kuru çalışmanın önlenmesi ve kaynak verimliliğinin artırılması açısından çok önemlidir. Levelflex FMP51, hidrojen ve oksijen ayırıcılarda kullanım için uygundur ve aşındırıcı maddelere karşı oldukça dayanıklıdır.
©Endress+Hauser
Alkali su elektrolizi
Alkali su elektrolizi, suyun bir elektrolizör yardımıyla hidrojen ve oksijen moleküllerine ayrılmasını içeren bir prosestir. Bu yöntemde, bir alkali çözeltisi, tipik olarak potasyum hidroksit, elektrokimyasal reaksiyonları kolaylaştıran elektrolit işlevi görür. Verimlilik ve sadelik özellikleri ile bilinen alkali su elektrolizi, özellikle fosil yakıt kaynakları yerine yenilenebilir enerji ile çalıştırıldığında büyük ölçekli hidrojen üretimi için uygun bir teknoloji haline gelir.
Sahadaki uzmanlığımız
Üretimde verimliliğin artırılması ve optimum performans sağlanması için akış, seviye, sıcaklık ve basınç gibi spesifik parametrelerin ölçülmesi çok önemlidir. Tüm bu önemli parametreler Endress+Hauser tarafından uygun şekilde sağlanır.
- Prowirl F 200 gibi bir vorteks akış ölçer, verimli oksijen üretimi sağlamak için mükemmel bir seçimdir.
- Ayırıcılar içerisindeki su çok yükselirse, elektrolizör hücrelerine taşabilir. Liquiphant FTL51B bulunan titreşimli ayarlama çatalı ile sıvı seviyesi tespiti bu taşmayı önler.
- Elektrolizörün sıcaklığı, elektroliz reaksiyonu hızını etkiler. Sıcaklık sensörümüz iTHERM Moduline TM131, elektrolizörün çalışma parametrelerini optimize etmek için kullanılabilir.
- İletkenlik, su kalitesinin sağlanmasında önemli bir ölçüm parametresidir. Dijital iletkenlik sensörümüz Memosens CLS16E, veri depolama ve temassız iletim özellikli Memosens 2.0 teknolojisine sahiptir.
©Endress+Hauser
PEM su elektrolizi
PEM (Proton Değişim Membranı) elektrolizörleri, alkalin elektrolizörlerin yanı sıra yaygın olarak kullanılan bir diğer teknolojidir. Katı polimer elektrolit membrana dayanan teknoloji, kompakt tasarım ve hassas kontrol sağlar, bu özellikleri sayesinde yeşil hidrojen üretiminde esneklik ve hızlı çözüm becerisi gerektiren uygulamalar için özellikle uygundur. PEM elektrolizörleri yüksek verimlilik, değişen yüklere hızlı yanıt verme ve merkezi olmayan uygulamalara uygunluk gibi avantajları da beraberinde getirir.
Sahadaki uzmanlığımız
Fosil yakıtlar yerine yenilenebilir kaynaklar ile hidrojen üretiminde optimum verimlilik sağlamak için temel parametrelerin ölçümü çok önemlidir. Proses optimizasyonu için gerekli olan akış, seviye, sıcaklık ve basınç gibi parametreler, Endress+Hauser enstrümantasyonu kullanılarak etkin bir şekilde izlenebilir ve PEM elektroliz sistemlerinde güvenilir performans elde edilir.
- Coriolis kütlesel akış ölçerler, kütlesel akış hızlarının ölçümünde son derece hassas ve güvenilirdir. Promass F 300, PEM elektrolizörünün çalışma parametrelerini optimize etmek için kullanılabilir.
- Ayırıcılardaki seviye ölçümü hidrojenin saflığını sağlar. Levelflex FMP51, hidrojen ve oksijen ayırıcılarda kullanım için uygundur.
- Gazların basıncı değişken hale gelirse, patlama riski vardır. Basınç transmiterimiz Cerabar PMP51B, sistematik hataların azaltılmasını sağlayan güvenilir ve kullanımı kolay bir sensördür.
©Adobe Stock/ Grispb
Güvenli yeşil hidrojen sıkıştırma ve depolama
Hidrojen, enerji fazlasının sıkıştırma veya mağarada depolama yoluyla etkin bir şekilde depolanabildiği tek enerji vektörü olarak öne çıkmaktadır. Sıvı Organik Hidrojen Taşıyıcılar (LOHC'ler), hidrojenin depolanması ve taşınmasına yönelik alternatif bir yaklaşım sunar. Bu yöntemde hidrojen, sıvı bir organik bileşiğe kimyasal olarak bağlanarak gaz halindeki hidrojene kıyasla daha yüksek bir enerji yoğunluğu sağlar.
Sahadaki uzmanlığımız
Hidrojen depolamadaki potansiyelleri nedeniyle LOHC'lere olan ilgi arttıkça, ilgili proseslerin izlenmesi ve optimize edilmesi çok önemli hale gelmektedir. Endress+Hauser'in hassas sensörleri, LOHC sistemlerinin karmaşık dinamiklerini izlemek için güvenilir araçlar sağlayarak hidrojen depolama ve salım döngüleri boyunca verimli ve kontrollü çalışmalara olanak tanır.
- Aşırı basınçları önlemek ve kompresörlerin kullanım ömrünü uzatmak için doğru basınç ölçümünün sağlanması esastır. Basınç transmiterimiz Cerabar PMP71B, hidrojen sıkıştırma prosesinde doğru ve güvenilir ölçümler yapar.
- Sıcaklık, sıkıştırma verimliliğini etkiler. Sıcaklık sensörümüz iTHERM Moduline TM131, kompresörün verimliliğini izlemek için kullanılabilir.
- Endress+Hauser, hidrojen değer zincirinin tamamı boyunca ölçüm cihazı skidleriniz için 'TEK DURAK' tedarikçisidir. Sahadaki uzmanlarımız, güvenilir işlemler ve standartlara uygunluk sağlamak için proje boyunca size eşlik eder.
Avantajlar
Proses enstrümantasyonu, önemli parametreler hakkında gerçek zamanlı veriler sunarak su elektrolizi verimliliğini artırır. Bu durum, hassas kontrol sağlayarak aşırı ısınma veya kavitasyon gibi sorunları önler. Gaz akış hızları, etkili oksijen ve hidrojen ayrımı sağlamak için optimize edilir. Elektrolitin iletkenliği ve saflığı izlenerek kontrol edilir. Basınç düşüşlerinin tespiti ile tıkanıklıklar veya sızıntılar tanımlanır. Gelişmiş proses enstrümantasyonu kestirimci bakıma olanak sağlar.
Önemli gerçekler
10
milyon, 1953'ten bu yana güvenlikle ilgili uygulamalarda için kurulumu yapılan cihaz sayısı
Önemli gerçekler
50%
proses çalışma süresinde dijital Memosens enstrümanları sayesinde elde edilen artış
Yeşil hidrojen üretiminde verimliliği artırma
Proses enstrümantasyonu, su elektrolizinin verimliliğini artırmada çok önemli bir rol oynar, temel proses parametreleri hakkında gerçek zamanlı veriler sağlar ve
yeşil hidrojen üretimi için optimum sistem kontrolüne imkan tanır.
- Aşırı ısınma veya kavitasyonu önlemek için sıcaklık ve basıncın izlenmesi ve kontrol edilmesi
- Oksijen ve hidrojen ayrımını sağlamak için gaz akış hızlarının optimize edilmesi
- Elektrolitin iletkenlik ve saflık özelliklerinin izlenmesi ve kontrol edilmesi
- Tıkanıklıkları veya sızıntıları belirlemek için sistem basınç düşüşlerinin tespit edilmesi
- Gelişmiş proses enstrümantasyonu ile sağlanan kestirimci bakım