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Verbessern Sie die Effizienz und Sicherheit der Produktion von grünem Wasserstoff
Verbessern Sie Ihre Elektrolyse mit passenden Messgeräten für diese Anforderungen
Überblick
Prozessinstrumentierung für die Wasserelektrolyse
Die Verbesserung der Effizienz der Elektrolyse ist von entscheidender Bedeutung für die Reduzierung der Produktionskosten von grünem Wasserstoff. Durch gezielte Anpassungen der Betriebsvariablen in Elektrolyseuren, wie Temperatur und Betriebsdruck, lässt sich die Energieeffizienz erheblich steigern. Durch die Feinabstimmung dieser Parameter kann die Produktion von grünem Wasserstoff maximiert und gleichzeitig der Verbrauch an erneuerbarer Energie und der Materialverschleiß verringert werden.
Flüssigkeitsanalyse
Messung der Wasserqualität für eine effiziente Elektrolyse
Die Herstellung von grünem Wasserstoff umfasst die Elektrolyse von Wasser. Dieser Prozess erfordert eine erhebliche Menge an Wasser. Ein nachhaltiger Umgang mit den Wasserressourcen ist ein berechtigtes Anliegen bei der Produktion von grünem Wasserstoff. Für die Elektrolyse muss reines oder hochreines Wasser verwendet werden, um das Vorhandensein von Verunreinigungen zu minimieren, die die chemische Reaktion stören und die Effizienz des Verfahrens zur Erzeugung von grünem Wasserstoff verringern könnten. Hochreines Wasser wird durch Verfahren wie die Umkehrosmose gewonnen.
Die Leitfähigkeit ist der wichtigste Messparameter zur Sicherstellung der Wasserqualität. Unser digitaler Leitfähigkeitssensor CLS16E mit Memosens 2.0-Technologie ermöglicht die Speicherung und kontaktlose Übertragung von Daten.
Zur Überwachung leitfähiger Flüssigkeiten werden Durchflussmessgeräte eingesetzt, die die Zuverlässigkeit der Zufuhr von Wasser und Elektrolyt des Elektrolyseurs gewährleisten. Der Promag W 10 ist das weltweit erste magnetisch-induktive Durchflussmessgerät für uneingeschränkte Einbaumessungen.
Bei alkalischen Elektrolyseuren werden in der Regel Wirbelzähler-Durchflussmessgeräte wie das Prowirl F 200 zur Messung des Reinwassers verwendet.
Die Messung des Drucks bei der Aufbereitung von Wasser für die Elektrolyse ist von entscheidender Bedeutung, um Verstopfungen bei der Filtration und Osmose zu erkennen. Unser Drucktransmitter Cerabar PMP51B ist ein zuverlässiger und benutzerfreundlicher Sensor zur Reduzierung von systematischen Fehlern bei der Produktion von grünem Wasserstoff.
Die Füllstandsmessung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer konsistenten Versorgung, verhindert das Trockenlaufen und fördert die Ressourceneffizienz. Der Levelflex FMP51 ist für Wasserstoff- und Sauerstoffabscheider geeignet und sehr widerstandsfähig gegen korrosive Substanzen.
Der TOC- und Kieselsäuregehalt variiert je nach Wasserquelle (kommunales Wasser, Flüsse, Grundwasser, aufbereitetes Wasser etc.). Wenn es um genaue Messungen geht, können Sie sich auf unseren Silica-Analysator CA80SI und den TOC-Analysator CA78 verlassen.
Smarter Druckmessumformer mit Metallmembran für hochgenaue Messungen von Flüssigkeiten und Gasen
Alkalischer Elektrolyseur
Alkalische Wasserelektrolyse
Bei diesem Verfahren dient eine alkalische Lösung, in der Regel Kaliumhydroxid, als Elektrolyt, um die elektrochemischen Reaktionen zu erleichtern. Alkalische Elektrolyseure sind eine ausgereifte Technologie, die in erster Linie in der chemischen Produktion zum Einsatz kommt und die für die Wasserstoffproduktion umgestaltet wurde. Sie eignen sich für große Anlagen zur Produktion von grünem Wassersotff.
Für eine genaue Durchflussmessung von feuchtem Wasserstoff ist ein Wirbelzähler-Durchflussmessgerät wie das Prowirl F 200 ideal geeignet. Elektrolyte auf Basis von NaOH oder KOH werden üblicherweise mit magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten wie dem Promag P 10 gemessen.
Füllstandsmessungen in den Wasserstoff- und Sauerstoffseparatoren sind für den sicheren Betrieb aller Elektrolyseurtechnologien von entscheidender Bedeutung. Sie sind besonders wichtig bei alkalischen Anwendungen aufgrund der ätzenden und korrosiven Eigenschaften des KOH-Elektrolyten. Die Grenzstandmessung mit vibrierender Stimmgabel mit dem Liquiphant FTL51B verhindert das Überlaufen.
Die Temperatur des Elektrolyseurs beeinflusst die Geschwindigkeit der Elektrolysereaktion. Darüber hinaus kann der Elektrolyseur aufgrund einer mangelnden Wasserversorgung überhitzen. Unser Temperatursensor iTHERM Moduline TM131 kann zur Optimierung der Betriebsparameter des Elektrolyseurs eingesetzt werden.
Metrisches RTD/TC Thermometer mit geschweißtem Schutzrohr für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen
PEM-Elektrolyseur
PEM-Wasselektrolyse
PEM-Elektrolyseure (Proton Exchange Membrane) sind neben der alkalischen Wasserelektrolyse eine weitere weit verbreitete Technologie. Die Technologie basiert auf einer festen Polymerelektrolytmembran, die ein kompaktes Design und eine präzise Steuerung ermöglicht, wodurch sie sich besonders gut für Anwendungen eignet, die Flexibilität und Reaktionsfähigkeit bei der Produktion von grünem Wasserstoff erfordern. PEM-Elektrolyseure bieten Vorteile wie einen hohen Wirkungsgrad, eine schnelle Reaktion auf Lastwechsel und die Eignung für dezentrale Anwendungen.
Coriolis-Massedurchflussmessgeräte sind äußerst genau und zuverlässig bei der Messung von Massedurchflüssen. Das Promass Q 300 kann zur Optimierung der Betriebsparameter des PEM-Elektrolyseurs verwendet werden.
Der Levelflex FMP51 ist für die zuverlässige Füllstandsmessung in Wasserstoff-Separatoren und Sauerstoff-Phasentrennern geeignet.
Unser Cerabar PMC71B mit keramischer Membran bietet eine erhöhte Robustheit in hochreinem Speisewasser, das potenziell zu Metallauswaschungen und unterschiedlichen Veränderungen bei den Einsatzbedingungen führt.
Hohe Drücke in PEM-Elektrolyseuren können zu Schutzrohrbrüchen führen. Unser TM131 bietet zuverlässige Messungen und erhöhte Sicherheit durch seine zweite Prozessbarriere und die Erkennung von Schutzrohrschäden.
Metrisches RTD/TC Thermometer mit geschweißtem Schutzrohr für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen
AEM-Elektrolyseur
AEM Elektrolyse (Anion Exchange Membrane)
Im Gegensatz zu anderen Typen verwenden AEM-Elektrolyseure eine alkalische Lösung und eine Membran, die Hydroxid-Ionen (OH-) transportiert. An der Anode spaltet sich das Wasser in Sauerstoff- und Hydroxid-Ionen auf. Die Membran transportiert die Hydroxidionen zur Kathode, an der sie mit Elektronen reagieren und Wasserstoffgas bilden. AEM-Elektrolyseure haben den potenziellen Vorteil, dass sie kostengünstigere Katalysatoren verwenden als PEM-Elektrolyseure.
Die Aufrechterhaltung des empfindlichen Gleichgewichts zwischen Wasserzufuhr und Wasserabführung ist entscheidend für die Stabilität und Effizienz der Membranen. Dies kann mit dem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät Promag P 300 erreicht werden.
Der Gasübergang bzw. die Kreuz-Membran-Permeation kann durch den Betrieb der Kathodenseite (H2) eines Elektrolyseurs bei höherem Druck als auf der Anodenseite (O2) verringert werden. Die Überwachung des Differenzdrucks kann von entscheidender Bedeutung sein, um sicherzustellen, dass die Elektrolyseure korrekt arbeiten, insbesondere wenn die beiden Seiten mit ähnlichen Drücken arbeiten. Dies erfordert eine sorgfältige Überwachung mit dem Deltabar PMD75B.
Die Hochtemperatur-Elektrolyse oder Festoxid-Elektrolyse (SOEC) ist eine aufstrebende Technologie, die mit Dampf anstelle von Wasser oder Wasser und Elektrolyt arbeitet. Der Betrieb bei hohen Temperaturen (600-1000 °C) erhöht die Effizienz des Elektrolyseprozesses erheblich, insbesondere wenn eine Abwärmenutzung oder andere hocheffiziente Wärmequellen eingebunden werden.
Extreme Betriebstemperaturen erfordern robuste und langlebige Sensoren wie das Hochtemperatur-Thermoelement TAF16.
Das Vorhandensein komplexer Gasgemische macht eine genaue Analyse der sich entwickelnden Gaszusammensetzung erforderlich. Unser Raman-Rxn5-Analysator bietet eine zuverlässige Inline-Spektroskopie.
Das Prowirl F200 ist ein zuverlässiges Vortex-Durchflussmessgerät, das sich für die Messung von Hochtemperaturdampf einschließlich der Erkennung von Nassdampf eignet.
Vielseitiges Durchflussmessgerät mit Nassdampferkennung und erstklassiger Messgenauigkeit
Optische Analyse
Messung der Wasserstoffqualität
Wasserstoff muss je nach Transportart und Endverwendung hohe Qualitätsstandards erfüllen, insbesondere in Brennstoffzellen (ISO 14687:2019). Optische Analysegeräte für die Messung von Spuren von Feuchtigkeit (H2O) und Sauerstoff (O2) ermöglichen aufgrund ihrer inhärenten Robustheit und Zuverlässigkeit einen wartungsfreien Betrieb.
Sehr schnelle Reaktionszeiten bei der Identifizierung von Prozessverunreinigungen
Keine beweglichen Teile, keine Elektrolyte und eine langlebige Optik ermöglichen einen extrem geringen Wartungsaufwand.
Einfache Installation, Inbetriebnahme und Geräteüberwachung mit Heartbeat Technology
Enapter nutzt optische Analysemesstechnik von Endress+Hauser zur Bestimmung der Reinheit von produziertem Wasserstoff. Mehr erfahren!
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Eine Revolution in der Energiegewinnung aus Abfall
Wildfire Energy setzt bei der effizienten Produktion von Wasserstoff und Synthesegas aus Biomasse und Restmüll auf Messtechnik und Support von Endress+Hauser.
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Messer erzeugt Wasserstoff in einem Dampfreformer. In der Anlage gibt es sehr viele Schutz- und Sicherheitseinrichtungen, bei der die Druckwerte eine entscheidende Rolle spielen.
Endnoten
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