Usage hydrogen

Produção de hidrogênio

Soluções energizadas: sistemas avançados de tubulação de polímero para tratamento de água ultrapura e para tecnologias de núcleo de eletrolisador de ponta para produzir hidrogênio verde.

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Alcance a alta pureza com sistemas de tubulação de polímero

O hidrogênio verde é produzido através do aproveitamento de energia limpa de fontes renováveis, como solar, eólica e hidrelétrica, e, em seguida, empregando a eletrólise para dividir a água em dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. A água destinada à eletrólise normalmente passa por purificação usando processos padrão de osmose reversa, muitas vezes necessitando de etapas adicionais de deionização para eliminar quaisquer íons remanescentes. Contribuímos para essas aplicações com nossas soluções no transporte de água deionizada para aumentar a produção e, ao mesmo tempo, reduzir o custo de capital do hidrogênio verde em geral.

Aplicações de tratamento de água para água ultrapura

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Troca iônica

O trocador de íons garante a produção de água de processo pura em ambientes industriais. Eles removem íons indesejados através de grânulos de resina seletivos e os regeneram durante o processo. A construção compacta de plantas de troca iônica exige várias soluções e componentes de tubulação. A GF Piping Systems fornece soluções completas de sistemas de tubulação de alta qualidade, proporcionando o máximo de flexibilidade e, ao mesmo tempo, garantindo uma operação totalmente segura da planta com o máximo de tempo de atividade.

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Osmose reversa

A tecnologia de osmose reversa é um método de filtragem pelo qual a água contaminada passa por uma membrana muito fina sob alta pressão e remove quase toda a poluição da água, como minerais, bactérias e outras partículas. Com base na porosidade seletiva de uma membrana semipermeável, as impurezas serão removidas de um líquido pressurizado. Como esse processo não requer produtos químicos adicionais, o consumo de energia é baixo e o manuseio é fácil.

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Filtragem de mídia

A filtragem de mídia remove partículas em suspensão e microorganismos. Usando camadas de areia, cascalho ou carvão ativado, ela aumenta a clareza da água e reduz os contaminantes. Esse processo é essencial para garantir água segura, limpa e potável para consumo público.

Aplicações de eletrolisadores: soluções para todos

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Eletrolisador alcalino

Utilizando uma solução eletrolítica líquida, como hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio misturado com água, os eletrolisadores alcalinos (AEL, atmosféricos) geram hidrogênio em células compostas por um ânodo, um cátodo e uma membrana. Essas células são normalmente dispostas em série para produzir hidrogênio e oxigênio simultaneamente. A aplicação de corrente faz com que os íons de hidróxido se movam através do eletrólito, produzindo gás hidrogênio no lado do cátodo e gás oxigênio no ânodo.

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Eletrolisador de membrana de troca de prótons

O eletrolisador de membrana de troca de prótons (PEM) emprega uma membrana de troca de prótons e um eletrólito de polímero sólido. A água se divide em hidrogênio e oxigênio ao aplicar uma corrente, com prótons de hidrogênio passando pela membrana para formar gás hidrogênio no lado do cátodo. A eficiência e a vida útil da eletrólise PEM dependem significativamente da qualidade da água utilizada. A água de alta pureza é essencial para o desempenho ideal.

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Eletrólise de membrana de troca de ânions

O eletrolisador de membrana de troca aniônica (AEM), um método de eletrólise de baixa temperatura, utiliza AEM polimérico e eletrodos econômicos em um conjunto de eletrodos de membrana. A meia-célula anódica contém um eletrólito de KOH diluído, enquanto a meia-célula catódica, sem líquido, produz hidrogênio a partir da água que permeia a membrana. O oxigênio é liberado do lado anódico. 

Hidrogênio

Dessalinização

A água do mar é uma promessa imensa como fonte de água para a produção de hidrogênio verde. Nossas tecnologias de ponta permitem a dessalinização da água do mar para gerar água purificada por meio de vários processos de tratamento. Ajudamos nossos clientes a atingir os marcos do projeto no local, fornecendo soluções de pré-fabricação de última geração, como skids totalmente testados quanto à pressão, de acordo com suas necessidades. Graças às oficinas de pré-fabricação estrategicamente posicionadas em todo o mundo, os clientes desfrutam de economia de custo e tempo, garantindo a confiabilidade do sistema com nossa qualidade comprovada e certificada.

Sistemas relacionados

Máquinas de solda de topo por infravermelho

As máquinas de solda IR, projetadas e produzidas pela GF Piping Systems, atendem às mais altas demandas de estabilidade mecânica, e qualidade de solda. As áreas de aplicação típicas incluem a indústria de processo químicos e laboratórios e microeletrônica que exigem uma solda limpa em que o tubo não encosta na placa de aquecimento evitando assim qualquer tipo de contaminação. A solda se dá por irradiação térmica que é um dos principais processos de transferência de calor, esse processo ocorre por meio da emissão de ondas eletromagnéticas, uma vez que todos os corpos que se encontrem em temperaturas acima do zero absoluto emitem radiação térmica.
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Perguntas frequentes

Como o hidrogênio verde é gerado e qual é a importância dos sistemas de tubulação de plástico em sua produção?

No ecossistema do hidrogênio verde, os eletrolisadores estão na dianteira, empregando a eletrólise para dividir a água em átomos de hidrogênio e oxigênio, o que requer energia elétrica. Nossos sistemas de tubulação de plástico são habilmente projetados para suportar o transporte suave e a refrigeração eficiente de fluidos e gases, componentes críticos dessa operação. Temos o compromisso de aumentar a longevidade e a resistência dos eletrolisadores com nossas soluções inovadoras não corrosivas, minimizando efetivamente o tempo de inatividade.

Como a água contribui para a economia do hidrogênio?

A água está no centro da economia do hidrogênio, alimentando o processo crucial de produção de hidrogênio através da eletrólise.

Produção de hidrogênio: 
Quando a água (H₂O) é dividida por uma corrente elétrica, ela simplesmente se transforma em hidrogênio (H₂) e oxigênio (O₂). O oxigênio é um subproduto que pode oferecer usos industriais adicionais e oportunidades para práticas de economia circular. 

Consumo de água:  
A eletrólise para produzir hidrogênio verde consome muit água, exigindo cerca de nove litros por quilograma de hidrogênio produzido. Normalmente, os eletrolisadores consomem 45-55 kWh por kg de hidrogênio, o que equivale a 0,16-0,2 l de água ultrapura por kWh, resultando em 163-200 l/h de água ultrapura por MW de capacidade de eletrolisador.1 

1.Henrik Tækker MadsenWater (outubro de 2022), Tratamento de água para hidrogênio por EUROWATER, uma empresa do Grupo Grundfos.

Fonte: Tratamento de água para hidrogênio verde: o que você precisa saber (hydrogentechworld.com)

Quais materiais poliméricos são adequados para o transporte de água ultrapura?

No âmbito da geração de água ultrapura, a seleção de materiais depende da qualidade desejada da água, normalmente medida em microSiemens (µS/cm). O SYGEF PVDF HP surge como a escolha preferida para aplicações de alta pureza devido à sua excepcional resistência mecânica e química. Esse sistema é meticulosamente produzido em condições de sala limpa ISO Classe 5 (100), garantindo pureza absoluta e conformidade com padrões industriais rigorosos.

Além do SYGEF para outras qualidades de água, o PROGEF PP-H se destaca como a escolha ideal. Esse sistema de tubulação de polipropileno (PP) oferece boa resistência química e durabilidade, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações. 

Especificamente, nosso sistema PROGEF (polipropileno) é excepcionalmente eficaz. Ele garante alta pureza ao minimizar a contaminação e é resistente ao impacto, à abrasão e a uma ampla gama de produtos químicos. Isso afeta positivamente a eficiência geral e a longevidade do sistema de água ultrapura e, portanto, tem um efeito positivo na vida útil da pilha do eletrolisador.

Para determinar o melhor material para suas necessidades específicas de aplicação, recomendamos consultar um especialista.

Quais tecnologias são comumente usadas para unir tubos de polímero nas aplicações de hidrogênio da GF Piping Systems?

A GF Piping Systems emprega várias tecnologias avançadas de união para aplicações de hidrogênio, incluindo eletrofusão, solda por topo e solda por infravermelho (IR). Esses métodos garantem conexões seguras e à prova de vazamentos. Essas tecnologias também facilitam a instalação mais rápida e reduzem os custos gerais do projeto.

  • Solda de topo: esse método é conhecido por sua simplicidade, permitindo uma configuração rápida e um controle preciso da solda. É especialmente eficaz para tubos de grande diâmetro. A solda de topo une duas peças termoplásticas, normalmente tubos, aquecendo suas extremidades até derreterem e, em seguida, pressionando-as para formar uma junta forte e à prova de vazamentos.
  • Eletrofusão: usando equipamentos leves, a eletrofusão proporciona um processo semiautomático para facilitar a operação. Ela oferece armazenamento de dados de solda para rastreabilidade e suporta fluxos de trabalho customizáveis, garantindo um forte controle de qualidade durante a união. A eletrofusão une tubos termoplásticos usando acessórios especiais com elementos de aquecimento elétrico. 
  • Solda por infravermelho: as máquinas de solda por infravermelho fundem os componentes sem contato, evitando a contaminação e a aderência do aquecedor. O cordão de solda mínimo garante um bom fluxo. Essas máquinas trabalham com materiais como PVDF, ECTFE, PP-H, PP-n, PE100 e PFA, cobrindo dimensões de 20 mm a 400 mm.

Conheça nossas tecnologias de união.

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