La tecnología de medición garantiza la calidad en la producción de hidrógeno

MESSTECHNIK

Detalles: Publicado: 05.03.2024; Última actualización: 08.04.2024; Golpea: 969

La economía mundial del hidrógeno está en pleno apogeo y es una parte importante de la transición energética. Jumo quisiera participar en este desarrollo y posicionarse con sus medición como proveedor de sistemas y soluciones para el Producción de hidrógeno. Druck- Y sensores de temperatura, sensores de conductividad o transmisor de presión Garantizar la calidad aquí.

contenido

Estado actual de la economía mundial del hidrógeno
- Razones para utilizar hidrógeno limpio
Requisitos técnicos en la producción de hidrógeno.
- Monitoreo de agua ultrapura en el electrolizador
- Tecnología de medición para la producción de hidrógeno.
El hidrógeno y el futuro
- Posibles áreas de aplicación del H2
Preguntas Frecuentes

Estado actual de la economía mundial del hidrógeno

Con el objetivo de la Unión Europea Ofertas ecológicas La Comisión de la UE se ha fijado el objetivo de dejar de emitir gases de efecto invernadero netos para 2050. Esto significa que Europa debería convertirse en el primer continente climáticamente neutro del planeta. También hay grandes esfuerzos en Canadá, Estados Unidos y la región de Asia y el Pacífico para iniciar la transición hacia una economía moderna, competitiva y eficiente en el uso de recursos.

La expansión de la Energías renovables está directamente relacionado con la aceleración de la economía del segundo semestre. Para producir hidrógeno verde, la electricidad necesaria debe provenir de fuentes de energía renovables. Sin duda, esto requerirá tecnologías puente para producir hidrógeno.

Consejo de lectura: Llene con hidrógeno a la presión adecuada

Alemania formula para sí misma la estrategia de la UE sobre el hidrógeno en la “Actualización de la estrategia nacional sobre el hidrógeno”, al igual que otros países europeos. Francia hace esto, por ejemplo. B. en el marco del plan “Francia 2030”. El año 2030 es siempre un hito importante. Hasta 2030 La Comisión Europea se ha fijado el objetivo de reducir los gases netos de efecto invernadero en al menos un 55% respecto a 1990.

Razones para utilizar hidrógeno limpio

Hay varias razones para el papel crucial del hidrógeno en la transición energética:

El elemento H2 se puede utilizar como fuente de energía versátil. sauber ser generado. Además, el hidrógeno queda cuando se quema o se utiliza. pilas de combustible sólo agua como subproducto. Esto ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y lo convierte en una alternativa atractiva a los combustibles fósiles.
Otra ventaja de la tecnología del hidrógeno es su capacidad de almacenamiento. Como dispositivo de almacenamiento de energía a largo plazo, sirve idealmente para el exceso de electricidad procedente de fuentes de energía renovables. El proceso de electrólisis divide el agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno generado se puede almacenar y luego convertir nuevamente en electricidad o calor si es necesario.
El hidrógeno también ofrece la posibilidad de sectores difíciles de electrificar descarburar. Los ejemplos incluyen la producción de acero, la aviación, el tráfico de mercancías pesadas y el transporte marítimo. Estos son con hidrógeno como fuente de energía. Industrias capaces de reducir drásticamente sus emisiones.

hay hoy Progreso en la tecnología del hidrógeno, logrado a través de costos competitivos y una mejor infraestructura de producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno. También una mayor cooperación entre gobiernos, empresas y InvestigaciónLas instalaciones hablan por la tecnología.

Requisitos técnicos en la producción de hidrógeno.

El uso de hidrógeno como combustibles trae consigo requisitos de materiales específicos que juegan un papel central en la eficiencia, seguridad y longevidad de los sistemas. Dado que el hidrógeno se manipula a alta presión y, en ocasiones, a altas temperaturas, los materiales utilizados también deben resistir esas condiciones.

Hidrógeno + pila de combustible: componentes para la generación de energía

H2 puede estar en ciertos Materialien penetrar y así cambiar su estructura. Esto puede provocar grietas y roturas. Las aleaciones, revestimientos y combinaciones de materiales especiales reducen la absorción de hidrógeno y mantienen la durabilidad del material a largo plazo.

Los requisitos para los periféricos de las tecnologías del hidrógeno también han cambiado. Para operar uno electrolizador Por ejemplo, se necesita agua ultrapura de muy alta calidad, que se descompone en hidrógeno y oxígeno mediante energía eléctrica.

Monitoreo de agua ultrapura en el electrolizador

Los electrolizadores están disponibles en diferentes diseños, todos ellos con un tamaño de entrada agua ultra pura trabajar. En el electrolizador se sumergen dos electrodos en el agua, el ánodo positivo y el cátodo negativo.

Si se hace pasar una corriente eléctrica a través del agua, el agua ultrapura H se divide₂O en los electrodos de su componentes gaseosos H₂ y O₂ en. Los gases producidos se recogen por separado y luego pueden utilizarse para diversas aplicaciones o procesarse posteriormente para su almacenamiento.

Electrolizadores PEM por ejemplo, tener una membrana que separe el ánodo y el cátodo para separar el oxígeno del hidrógeno. En los electrolizadores alcalinos, por el contrario, una solución sirve como electrolito que transporta los iones entre los electrodos en paralelo.

Una medida importante para el electrolizador es el monitoreo y control constante de la calidad del agua ultrapura en la entrada. Esto se hace usando sondas de medición conductivas, que genera la conductividad en µS/cm. Este control constante protege contra daños, garantiza la mayor vida útil posible de los componentes y prolonga los intervalos de mantenimiento.

Tecnología de medición para la producción de hidrógeno.

Auch Jumo percibe una reactivación significativa en el negocio del hidrógeno y ve enormes oportunidades de crecimiento en este ámbito. La empresa adapta su tecnología de medición para su uso en el tecnología de hidrógeno en. Si es necesario, esto se certificará en consecuencia. Para ello, las instalaciones de producción existentes sólo se han modificado ligeramente. Los aumentos necesarios en el número de unidades a menudo pueden lograrse con la reserva de producción.

Además de amplias precauciones de seguridad, la manipulación del hidrógeno también requiere experiencia en medición. Esto se aplica tanto a la producción de hidrógeno a partir de agua ultrapura como a la alimentación del electrolizador o al control de la conductividad electrolítica. Digital, a prueba de explosiones Druck- Y sensores de temperatura de Jumo garantizan el seguimiento y la seguridad de los procesos termodinámicos. Numerosas empresas de la industria alemana que cotizan en el DAX instalan estas soluciones en sus sistemas.

Dos de estos sistemas de medición son conductivos. Sensores de conductividad "Tecline CR" y "Digiline CR". Como socio de desarrollo de soluciones de sensores y automatización, Jumo también ofrece soluciones de sistemas individuales para conceptos de electrolizadores específicos de cada cliente.

El hidrógeno y el futuro

El hidrógeno existe desde hace décadas. materia prima importante en diversas industrias. En la industria química, H₂ Se utiliza para producir metanol, amoníaco y otros productos. En la refinería de petróleo, H₂ Utilizado en la desulfuración de combustibles. Su producción climáticamente neutra permite la descarbonización de la industria. Además, la industria está abriendo grandes oportunidades en muchas aplicaciones nuevas para lograr la neutralidad climática.

El módulo IO protege las estaciones de servicio de hidrógeno de Resato

El que consume mucha energía industria pesada ha comenzado a marcar el rumbo del hidrógeno como combustible para la producción de acero y le gustaría utilizarlo para reducir las emisiones de CO 2. En el transporte, el hidrógeno se considera el combustible del futuro para las pilas de combustible. Esta tecnología se promociona especialmente como fuente de energía en autobuses y trenes, en el transporte de mercancías pesadas, en el transporte marítimo y en la aviación. En la red de suministro de energía, el hidrógeno puede servir como almacenamiento a largo plazo y, por ejemplo, compensar las fluctuaciones en la generación de electricidad, distribuirse a través de la red de gas o convertirse en calor.

Posibles áreas de aplicación del H2

Las posibles áreas de aplicación se vuelven más competitivas a medida que aumenta la disponibilidad de hidrógeno verde volverse más atractivo. Existe un mayor potencial en el uso generalizado del hidrógeno como parte del acoplamiento sectorial. El hidrógeno es el eslabón de conexión mediante el llamado Tecnologías Power-to-X. Las propiedades y posibles aplicaciones del hidrógeno allanarán el camino para conectar de manera eficiente sectores como la generación de energía, el suministro de calor, el transporte y la industria.

Preguntas Frecuentes

¿Cómo se puede producir hidrógeno?

El hidrógeno se puede producir principalmente mediante los siguientes procesos:

electrólisis: El agua (H 2 O) se divide en hidrógeno (H 2) y oxígeno (O 2) mediante una corriente eléctrica. Si la electricidad utilizada procede de energías renovables, el hidrógeno así producido se denomina “hidrógeno verde”.
Reformado con vapor de gas natural: El gas natural (principalmente metano, CH 4) se combina con vapor a altas temperaturas y presión para producir hidrógeno y dióxido de carbono (CO₂). Este es el método más utilizado actualmente, pero da como resultado “hidrógeno gris” cuando se libera CO₂.
Descomposición térmica de metano (Pirólisis): El metano se calienta en un reactor resistente al calor, produciendo hidrógeno y carbono sólido sin liberar CO₂. Este proceso puede dar como resultado “hidrógeno turquesa” si la energía proviene de fuentes sostenibles.
salida de hidrógeno biomasa (Bio-Hidrógeno): El hidrógeno también se puede producir mediante gasificación o pirólisis de biomasa. Este proceso puede variar según la tecnología y las materias primas que se utilicen.

¿Cuánta electricidad se necesita para producir 1 kg de hidrógeno?

para la producción de 1 kg de hidrógeno La electrólisis requiere entre 50 y 55 kWh de energía eléctrica, dependiendo de la eficiencia del sistema y de las condiciones de funcionamiento. Este valor puede variar según el proceso de electrólisis y la eficiencia de todo el sistema.

¿Qué se necesita para producir hidrógeno?

Para producir hidrógeno se necesita esencialmente:

Un energía: Se requiere energía eléctrica para la electrólisis. La sostenibilidad de la producción de hidrógeno depende de si se utilizan fuentes de energía renovables como la eólica, la solar o la hidroeléctrica.
Agua: La electrólisis utiliza agua (H₂O) como materia prima, que se descompone en hidrógeno (H₂) y oxígeno (O₂).
A electrolizador: Dispositivo que realiza electrólisis. Utiliza un ánodo y un cátodo en un electrolito para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
Para otros procesos de fabricación como ese Reformado con vapor requiere gas natural y un catalizador, mientras que la gasificación de biomasa requiere materiales orgánicos.

¿Cuánta agua se necesita para producir hidrógeno?

Se necesita aproximadamente 1 kg de hidrógeno para producirse mediante electrólisis. 9 litros de agua. Este valor puede variar ligeramente dependiendo de la eficiencia del proceso de electrólisis y las condiciones de operación específicas.