Brintgenerator uden kompressor

[Søren Basbøll]

Vi fik i efteråret en ny brintgenerator som er uden kompressor. Den gamle virkede ved klassisk elektrolyse som gav trykløs brint efterfulgt af en kompressor som kunne fylde vores tank op til det ønskede tryk.

Den nye indeholder ikke overraskende langt mere elektronik, men hvad der især slår mig er, at cellerne er langt mindre i rumfang, hele celleenheden fylder vel kun 10% af den gamle generators celler. Energiforbruget er ca. det dobbelte pr produceret enhed brint, og den har en gevaldig køleluftafgang på 4kW når den producerer. Den har også et indbygget tørresystem så vi får tør brint modsat den gamle, hvor brinten næsten var mættet med vanddamp.

Kan processen være, at man godt kan få elektrolysen til at give brint under tryk,14bar, men at prisen er et voldsomt ekstra strømforbrug som kræver køling, og at man får en stor ekstra mængde vand i brinten?

Hilsen
Søren Basbøll

PS. Angående anden tråd: Jeg tror endda at alle de græske bogstaver ligger i styresystemet. Skal kigge efter.

[harbst]

Det undrer mig at den nye skulle have et væsentlig større energiforbrug.  Det må jo åbenbart hovedageligt blive til varme, som i skal køje væk.

Jeg var for ca 8 år siden involveret i et projekt med en brintfabrik i danmark, hvor der også skulle produceres ved elektrolyse. Det endte dog med ikke at blive til noget på grund af afsætning og økonomi.
Så vidt jeg ved er der i dag kun en brintproducent i Danmark, og den bruger en anden metode.


De elektrolyseceller som var på tale , havde en høj virkningsgrad.

Norsk Hydro skriver at de kan proucere brint for 4,3 kWh/Nm3 .
Så kan du jo sammenligne med jeres anlæg.

Den mængde brint der dannes er bestemt af den ladning,som transporteres gennem en celle. Mængden pr ladningenhed pr celle er givet og uforanderlig. Men spændingen vil være afhængig af den indre modstand og dermed også af cellens tværsnit.

En stor celle vil alt andet lige derfor bruge mindre energi pr produceret mængde brint.

Man kan få cellen til at levere brinten med stort tryk. Det komplicerer konstuktionen. Formentlig  især den del, som skal sikre at produceret  ilt og brint ikke på nogen måde kan blandes.

[Morten Jødal]

Søren, det er jo komplicerede spørgsmål du stiller, og du giver få oplysninger. Hvortil kommer, at jeg nok har undervist i elektrolyse, men kun på gymnasieniveau, og typisk har vi overladt de økonomiske overvejelser til næste uddannelsestrin (bortset fra elever, der skriver store opgaver, men en sådan har jeg ikke haft i elektrolyse).
Mht. størrelsen på cellerne, så er et af de områder, hvor jeg ved der er sket udvikling i de sidste 20-30 år, netop celleoverfladerne.
Både materialet og den fysiske overflade er blevet optimeret, hvilket kræver et mindre tilsyneladende areal; når jeg skriver "tilsyneladende", er det fordi overfladen på atom- eller molekylniveau er langt større, end hvad du kan se med det blotte øje, og det er denne forskel, der er blevet øget.
Du skriver intet om, hvad elektrolytten består af. Normalt benyttes en basisk elektrolyt med indhold af KOH (som jo ikke forbruges ved processen, men forbliver opløst i vandet, der elektrolyseres). Men jeg har ingen viden om hvorvidt produktionen ved højere tryk kræver en ændring i elektrolyttens sammensætning. Elektrolytten og celleoverfladerne er almindeligvis de mest afgørende størrelser for virkningsgraden.
Et punkt, hvor trykket og den lille størrelse måske har betydning, er elektronvandring.
Den brint, du har brug for, er gassen H₂. Men hvad du producerer ved elektrolysen er i første omgang H₃O (nej, der er IKKE et H for meget, H₃O dannes ved tilføjelse af en elektron til ionen H₃O⁺. Efterfølgende fraspaltes H fra H₂O, og 2H kombineres til H₂.
Dette er en stærkt forenklet forklaring, og netop her tillader nogle elektrodematerialer alternative virkningsmekanismer, så tag det ikke som en absolut forklaring! Men der er en reel mulighed for, at H₃O kan afgive en elektron til en naboion, så elektronen springer fra ion til ion indtil den når anoden uden at gøre gavn. I så fald får du kun varme ud af processen.
Derudover vil jeg på ingen måde afvise, at fabrikanten har prioriteret "et lille fikst anlæg" og har optimeret på dette fremfor på virkningsgraden, da den beskedne produktion ikke anses for noget problem. Det kan betyde, at der er valgt et billigt cellemateriale, et måske uøkonomisk tørreanlæg osv.
Dette var kun nogle gæt - jeg kender jo slet ikke dit anlæg!

[John Larsson]

Det undrer mig at den nye skulle have et væsentlig større energiforbrug.  Det må jo åbenbart hovedageligt blive til varme, som i skal køje væk.

Det er sådan ved elektolyse og også ved elektroforsølvning, -forgyldning etc., at man får en hurtigere, men mindre effektiv proces ved en højere spændingsforskel. På den måde kan man også etablere et højere tryk i opsamlingstankene! Det er lidt som ved destillation af fx alkohol; det betaler sig (energimæssigt) at være tålmodig! Ved en forceret elektrolyse medgår der også energi til en vis fordampning af elektrolytten.

Loven om altings jævlighed gælder også her! ;-)

[Søren Basbøll]

Tak for svarene, de gjorde mig som forventet uvidende på et højere plan.

Først vil jeg sige, at jeg spørger fordi jeg er blevet bedt om at fortælle lidt om selv samme generator på et møde, hvor vi vil være én fra hver sondestation på Grønland. Vi har alle sammen fået nye generatorer af samme type. Generatorerne virker indtil videre udmærket, men vi vil gerne forstå dem lidt bedre. Vi savner en langt mere overordnet beskrivelse af hvad der foregår i dem.

Jeg tror, at der er ganske mange fabrikationshemmeligheder i den, mest med hensyn til elektrolytten og celleoverfladerne som Morten antyder. Der står også, at der er styreelektronik som regulerer brintproduktionen og trykket, tilsyneladende uafhængigt af hinanden.

Den er lille, folk siger for sjov, 'det er vel nok en fin vaskemaskine I har fået!', men lille volumen er ikke vigtig for os, da ballonhuset er tegnet til en langt større generatortype.

Jeg vender nok tilbage senere, må løbe nu.

Hilsen
Søren Basbøll