Журнал СФУ. Техника и технологии / Анализ конструкций электролизеров для производства водорода в промышленных и лабораторных условиях

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Техника и технологии. 2026 19 (4)
Авторы
Филимонова, А. А.; Сироткина, Л. В.; Чичиров, А. А.; Хайрутдинов, А. М.
Контактная информация
Филимонова, А. А.: Казанский государственный энергетический университет (Российская Федерация, Казань); Сироткина, Л. В. : Казанский государственный энергетический университет (Российская Федерация, Казань); Чичиров, А. А.: Казанский государственный энергетический университет (Российская Федерация, Казань); Хайрутдинов, А. М. : Казанский государственный энергетический университет (Российская Федерация, Казань)
Ключевые слова
водородная энергетика; PEM-электролизер; щелочной электролизер; энергетическая эффективность; электролиз воды; hydrogen energy; PEM electrolyze; alkaline electrolyze; energy efficiency; water electrolysis
Аннотация

Развитие водородной энергетики обусловливает необходимость совершенствования технологий электролиза воды и оптимизации конструктивных решений электролизеров с целью повышения энергетической эффективности и снижения эксплуатационных затрат. Целью работы являлся сравнительный анализ эксплуатационных характеристик без диафрагменного щелочного электролизера с монополярным включением электродов и протон обменного мембранного (PEM) электролизера с биполярной конфигурацией, с позиции их применимости для лабораторных исследований и потенциального масштабирования. Разработаны и исследованы две экспериментальные установки: щелочной электролизер на основе раствора KOH и PEM-электролизер, обеспечивающий раздельное измерение объемов водорода и кислорода при варьировании силы тока и давления. Щелочная система продемонстрировала линейную зависимость выхода газов от тока, однако выявила ограниченную пригодность для получения чистого водорода вследствие смешивания продуктов и обратных реакций. В то же время PEM-конструкция обеспечила чистоту H₂ свыше 99,9 %, соблюдение законов Фарадея и устойчивость параметров при повышенном давлении. Полученные результаты подтвердили определяющее влияние конструкции на эффективность электролиза: бездиафрагменный щелочной электролизер рационален преимущественно для исследовательских задач, тогда как биполярный PEМ-электролизер демонстрирует промышленную перспективность и оптимальные характеристики для экологически безопасного и масштабируемого производства водорода при интеграции с возобновляемыми источниками энергии

Страницы
489–501
EDN
ZAXWFW
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/158568

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).