Usage hydrogen

Výroba vodíku

Naše řešení pro energii: Pokročilé polymerové potrubní systémy pro úpravu ultračisté vody a pro nejmodernější technologie na výrobu zeleného vodíku elektrolýzou vody s využitím energie z jádra.

Dosáhněte vysoké čistoty pomocí polymerových potrubních systémů

Zelený vodík se vyrábí využitím čisté energie z obnovitelných zdrojů, jako je solární, větrná a vodní energie, a následným použitím elektrolýzy k rozdělení vody na dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku. Voda určená pro elektrolýzu obvykle prochází čištěním pomocí standardních procesů reverzní osmózy, což často vyžaduje další deionizační kroky k odstranění všech zbývajících iontů. K těmto aplikacím přispíváme našimi řešeními v oblasti přepravy deionizované vody, abychom zvýšili výrobu a současně snížili celkové investiční náklady na výrobu zeleného vodíku.

Aplikace na úpravu vody pro ultračistou vodu

Iontová výměna

Iontový výměník zajišťuje výrobu čisté procesní vody v průmyslovém prostředí. Odstraňuje nežádoucí ionty prostřednictvím selektivních pryskyřičných kuliček a v průběhu procesu je regeneruje. Kompaktní konstrukce zařízení na výměnu iontů vyžaduje různá potrubní řešení a součásti. Společnost GF Piping Systems nabízí kompletní řešení vysoce kvalitních potrubních systémů, které poskytují maximální flexibilitu a zároveň zajišťují zcela bezpečný provoz zařízení s maximální dobou provozuschopnosti.

Reverzní osmóza

Technologie reverzní osmózy je metoda filtrace, při níž znečištěná voda prochází pod vysokým tlakem velmi jemnou membránou a odstraňuje téměř veškeré znečištění vody, jako jsou minerály, bakterie a další částice. Na základě selektivní pórovitosti polopropustné membrány se z kapaliny pod tlakem odstraní nečistoty. Protože tento proces nevyžaduje žádné další chemikálie, je spotřeba energie nízká a manipulace je snadná.

Další informace Hydrogen_Water_Treatment_Website_900x450px

Kombinované technologie

Úprava vody pro elektrolýzu, konkrétně pro dosažení ultračisté kvality, zahrnuje předúpravu závislou na zdroji, po níž následují různé kroky rafinace. Tyto kroky sahají od změkčování po deionizaci a řeší problémy, jako je obsah iontů, tvrdost, TOC (Total Organic Carbon - celkový organický uhlík), oxid křemičitý a plyny. Reverzní osmóza (RO) účinně odstraňuje ionty a molekuly, zatímco závěrečný krok deionizace zajišťuje nízkou vodivost. Kontinuální úprava vody je nezbytná pro elektrolyzéry, jako jsou například PEM a AEM elektrolyzéry, což vyžaduje vnitřní leštiče bočního proudu pro zajištění dlouhé životnosti.

Aplikace elektrolyzérů: Řešení pro všechny

Alkalický elektrolyzér

Alkalické elektrolyzéry (AEL, atmosférické) využívají roztok kapalného elektrolytu, jako je hydroxid draselný nebo hydroxid sodný, smíchaný s vodou, a vyrábějí vodík v článcích složených z anody, katody a membrány. Tyto články jsou obvykle uspořádány v sérii, aby vyráběly vodík a kyslík současně. Působením proudu dochází k pohybu hydroxidových iontů přes elektrolyt, přičemž na straně katody vzniká plynný vodík a na straně anody plynný kyslík.

Elektrolyzér s protonovou výměnnou membránou

Elektrolyzér s protonovou výměnnou membránou (PEM - Proton Exchange Membrane) využívá protonovou výměnnou membránu a pevný polymerní elektrolyt. Voda se po přivedení proudu štěpí na vodík a kyslík, přičemž vodíkové protony procházejí membránou a vytvářejí na katodové straně plynný vodík. Účinnost a životnost PEM elektrolýzy výrazně závisí na kvalitě přiváděné vody. Pro optimální výkon je zásadní vysoce čistá (ultračistá) voda.

Aniontový výměnný membránový elektrolyzér

Aniontový výměnný membránový elektrolyzér (AEM - Anion Exchange Membrane Electrolyser) díky metodě nízkoteplotní elektrolýzy využívá polymerní AEM a nákladově efektivní elektrody v sestavě membránové elektrody. Anodický poločlánek obsahuje zředěný elektrolyt KOH, zatímco katodický poločlánek bez kapaliny produkuje vodík z vody prostupující membránou. Kyslík se uvolňuje na straně anody. 

Hydrogen

Odsolování

Mořská voda je nesmírně slibným zdrojem vody pro výrobu zeleného vodíku. Naše špičkové technologie umožňují odsolování mořské vody za účelem výroby vyčištěné vody prostřednictvím několika procesů úpravy. Našim zákazníkům pomáháme dosáhnout hlavních cílů projektu přímo na místě tím, že jim dodáváme nejmodernější prefabrikační řešení, například plně tlakově testované skidy podle jejich požadavků. Prostřednictvím strategicky rozmístěných prefabrikačních dílen po celém světě mohou zákazníci dosáhnout úspory nákladů a času při zajištění spolehlivosti systému díky naší osvědčené a certifikované kvalitě.

Nejčastější dotazy

Jak vzniká zelený vodík a jaký význam mají plastové potrubní systémy při jeho výrobě?

V ekosystému zeleného vodíku stojí v popředí elektrolyzéry, které využívají elektrolýzu k rozdělení vody na atomy vodíku a kyslíku, k čemuž potřebují elektrickou energii. Naše plastové potrubní systémy jsou odborně navrženy tak, aby podporovaly snadnou přepravu a účinné chlazení kapalin a plynů, které jsou kritickými součástmi tohoto provozu. Snažíme se zvýšit životnost a odolnost elektrolyzérů pomocí našich inovativních nekorozivních řešení, čímž účinně minimalizujeme prostoje.

Jak voda přispívá k vodíkovému hospodářství?

Voda je zásadním elementem vodíkového hospodářství, protože je zdrojem pro klíčový proces výroby vodíku prostřednictvím elektrolýzy.

Výroba vodíku: 
Při štěpení vody (H₂O) elektrickým proudem se z ní jednoduše stane vodík (H₂) a kyslík (O₂). Kyslík je tzv. vedlejší produkt, který může nabídnout další průmyslové využití a příležitosti pro postupy oběhového hospodářství. 

Spotřeba vody:  
Elektrolýza k výrobě zeleného vodíku je náročná na spotřebu vody, neboť na jeden kilogram vyrobeného vodíku je potřeba přibližně devět litrů vody. Elektrolyzéry obvykle spotřebují 45-55 kWh na výrobu jednoho kilogramu vodíku, což odpovídá spotřebě 0,16-0,2 l ultračisté vody na kWh, tedy 163-200 l/h ultračisté vody na jeden MW výkonu elektrolyzéru. 

1. Henrik Tækker MadsenWater (říjen 2022), Úprava vody pro výrobu vodíku od EUROWATER společnosti Grundfos.

Odkaz na zdroj: Water treatment for green hydrogen: what you need to know (hydrogentechworld.com)

Jaké polymerní materiály jsou vhodné pro přepravu ultračisté vody?

V oblasti výroby ultračisté vody závisí výběr materiálů na požadované kvalitě vody, která se obvykle měří na základě měření vodivosti v mikrosiemens na centimetr (µS/cm). Potrubní systém SYGEF Plus (PVDF-HP) se díky své výjimečné mechanické a chemické odolnosti stává preferovanou volbou pro aplikace přepravy ultračisté vody. Tento systém je pečlivě vyráběn v podmínkách čistých prostor třídy ISO 5 (100), což zajišťuje absolutní čistotu a soulad s přísnými průmyslovými normami.

Kromě součástí řady SYGEF pro ostatní vlastnosti vody je potrubní systém PROGEF PP-H optimální volbou. Tento polypropylenový (PP) potrubní systém nabízí dobrou chemickou odolnost a dlouhou životnost, takže je vhodný pro širokou řadu aplikací. 

Konkrétně náš systém PROGEF (polypropylen) je mimořádně efektivní. Zajišťuje vysokou čistotu díky minimalizaci kontaminace a je odolný vůči nárazům, otěru a široké škále chemikálií. To pozitivně ovlivňuje celkovou účinnost a životnost systému ultračisté vody a má tak pozitivní vliv na životnost zásobníku elektrolyzéru.

Chcete-li určit nejlepší materiál pro potřeby vaší konkrétní aplikace, doporučujeme konzultaci s odborníkem.

Jaké technologie se běžně používají ke svařování polymerních trubek ve vodíkových aplikacích společnosti GF Piping Systems?

Společnost GF Piping Systems používá pro vodíkové aplikace několik pokročilých technologií svařování zahrnujících svařování elektrotvarovkou, svařování na tupo a infračervené (IR) svařování. Tyto metody zajišťují bezpečné a těsné svary. Tyto technologie také usnadňují rychlejší instalaci a snižují celkové investiční náklady na projekt.

  • Svařování na tupo: Tato metoda je známá svou jednoduchostí, umožňuje rychlé nastavení a přesnou kontrolu svaru. Je obzvláště účinná pro trubky velkých průměrů. Svařováním na tupo se spojují dva kusy termoplastu, obvykle trubky, zahříváním jejich konců, dokud se neroztaví, a poté se přitlačí k sobě, čímž vznikne pevný, těsný spoj.
  • Svařování elektrotvarovkou: Použitím lehkého zařízení poskytuje svařování elektrotvarovkou poloautomatický proces pro snadnější obsluhu. Nabízí ukládání svařovacích dat pro zpětnou sledovatelnost a podporuje konfigurovatelné pracovní postupy na přání zákazníka, čímž zajišťuje důkladnou kontrolu kvality při svařování. Svařováním elektrotvarovkou se termoplastické trubky svaří s pomocí speciální elektrotvarovky obsahující topný odporový drát. 
  • Infračervené svařování: stroje pro infračervené svařování roztaví svařované součásti bez kontaktu, čímž se zabrání kontaminaci a přilepení topného tělesa. Minimální svarový výronek zajišťuje dobrý průtok. Tyto stroje pracují s materiály, jako jsou PVDF, ECTFE, PP-H, PP-n, PE100 a PFA, a pokrývají rozměry od 20 mm do 400 mm.

Objevte naše technologie svařování.

Georg Fischer Rohrleitungssysteme GmbH

Podolí 488

664 03 Podolí

Česko

GF logo on the headquarters building