Recientemente, el Instituto de Investigación de Energía Limpia de China Huaneng desarrolló de forma independiente un módulo de producción de hidrógeno alcalino de nueva generación con densidad de corriente ultraalta, que completó pruebas a escala piloto en un electrolizador de 100 kW y obtuvo la certificación de desempeño de terceros de Bureau Veritas, con mejoras significativas en densidad de corriente y eficiencia energética.
La integración de tres tecnologías clave de materiales logra un avance integral en el desempeño
El módulo piloto integra de manera innovadoraelectrodos con recubrimiento compuesto, separadores compuestos orgánico-inorgánicos y colectores de corriente flexibles, tres materiales y tecnologías clave, logrando un avance integral en el desempeño del electrolizador:
En primer lugar, el rendimiento catalítico ha dado un salto cualitativo, con una mejora de la actividad de evolución de hidrógeno/oxígeno y de la eficiencia energética en todas las condiciones de operación.Los electrodos de tamaño industrial (1,2 m de diámetro) alcanzaron una densidad de corriente máxima de operación de 10.000 A/m².
En segundo lugar, el separador compuesto es altamente compatible, equilibrando una alta conductividad iónica con una baja permeabilidad a los gases, lo que mejora la eficiencia energética y suprime eficazmente el cruce de hidrógeno y oxígeno entre el ánodo y el cátodo.
En tercer lugar, la estructura de "espacio cero" se ha actualizado por completo, con una innovadora estructura de módulo autoportante de "espacio cero" que reduce significativamente las pérdidas óhmicas interfaciales y logra una distribución más uniforme de la corriente y de las tensiones.
Datos sobresalientes de eficiencia energética en múltiples condiciones de operación; los costos de inversión se reducen en más del 25 %
Los resultados de la verificación de Bureau Veritas muestran que el nuevo electrolizador de producción de hidrógeno alcanza un consumo de energía en corriente continua de tan solo 3,786 kWh/Nm³ en la condición de operación típica de la industria de 3.000 A/m², una reducción del 12 % en comparación con el nivel de consumo energético de grado 1 de la norma nacional. En el nivel de densidad de corriente más alto de la industria de 5.000 A/m², el consumo de energía en corriente continua es de tan solo 3,995 kWh/Nm³, un 4,9 % inferior al objetivo para 2028 de 4,2 kWh/Nm³ establecido en el Plan de Implementación para el Desarrollo de Alta Calidad de Equipos de Ahorro Energético (2026-2028). A una densidad de corriente ultraalta de 10.000 A/m², el consumo de energía en corriente continua es de solo 4,441 kWh/Nm³,y la alta relación de capacidad volumétrica contribuye a reducir los costos de inversión del electrolizador en más de un 25 %.
Bureau Veritas es una organización independiente líder a nivel mundial en inspección y certificación por terceros, y sus datos en los campos de energía, equipos industriales y otros son ampliamente aceptados en los mercados internacionales. Esta verificación independiente por terceros de los indicadores de eficiencia energética del nuevo electrolizador, realizada por Bureau Veritas, proporciona una referencia autorizada para su despliegue a escala de ingeniería.
Este logro sienta las bases técnicas para el desarrollo de alta calidad de la industria del hidrógeno verde y del carbono de China Huaneng Group durante el período del “XV Plan Quinquenal”. En el futuro, el Instituto de Investigación de Energía Limpia aprovechará su posición como plataforma de innovación en nuevas tecnologías energéticas del Grupo, continuará impulsando la mejora de materiales y la iteración de procesos, acelerará la demostración de ingeniería y la aplicación de tecnologías y equipos avanzados de producción de hidrógeno verde a gran escala, y promoverá la competitividad en el mercado del hidrógeno verde.
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