Electrolyser

Jenis-jenis Elektroliser

Elektroliser adalah perangkat yang menggunakan elektrolisis untuk memecah suatu zat menjadi bagian-bagian penyusunnya. Proses ini terjadi ketika arus listrik dialirkan melalui cairan atau larutan yang mengandung zat yang akan diuraikan. Elektroliser hadir dalam berbagai jenis tergantung pada aplikasinya dan fungsinya.

• Elektroliser Air

  Elektrolisis air adalah proses yang paling dikenal, dan melibatkan penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen dengan adanya arus listrik. Elektroliser air digunakan untuk menghasilkan gas hidrogen, yang terutama digunakan sebagai sumber energi bersih atau bahan baku industri.

• Elektroliser Hidrogen

  Elektroliser hidrogen dirancang khusus untuk memproduksi gas hidrogen melalui proses yang dikenal sebagai elektrolisis air. Fungsi utamanya adalah untuk memisahkan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen dengan menerapkan arus listrik. Mesin-mesin ini memainkan peran penting dalam menyediakan sumber bahan bakar hidrogen yang berkelanjutan dan terbarukan, yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi seperti sel bahan bakar, sistem penyimpanan energi, dan produksi bahan kimia dan spesialisasi. Dengan mengubah energi listrik berlebih dari sumber terbarukan seperti tenaga surya atau angin menjadi gas hidrogen melalui elektrolisis air, elektroliser hidrogen berkontribusi pada kemajuan teknologi energi bersih dan pengurangan emisi karbon.

• Elektroliser PEM

  Elektroliser PEM (Proton Exchange Membrane) adalah teknologi mutakhir yang secara efisien menghasilkan hidrogen melalui elektrolisis air. Ia beroperasi dengan memanfaatkan elektrolit polimer padat, khususnya membran penghantar proton, untuk memfasilitasi pemisahan molekul air menjadi oksigen dan proton bermuatan positif. Proton bergerak melalui PEM sementara oksigen tetap di sisi lain dan kemudian keluar dari sistem. Elektron yang dihasilkan selama proses ini dapat dikumpulkan dan digunakan sebagai energi listrik. Elektroliser PEM menawarkan beberapa keunggulan, termasuk efisiensi tinggi, ukuran yang ringkas, dan respons cepat terhadap perubahan beban, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi dalam produksi hidrogen.

• Elektroliser Alkali

  Elektroliser alkali adalah perangkat yang digunakan untuk menghasilkan gas hidrogen dengan memisahkan molekul air melalui proses yang disebut elektrolisis. Ia beroperasi menggunakan larutan elektrolit alkali, biasanya kalium hidroksida (KOH) atau natrium hidroksida (NaOH), yang memfasilitasi konduksi listrik antara dua elektroda. Di antara elektroliser alkali yang tersedia saat ini, elektroliser berbasis elektrolit alkali cair adalah yang paling banyak digunakan. Ia terdiri dari dua elektroda, anoda, dan katoda, yang terendam dalam larutan elektrolit alkali. Arus searah (DC) yang dipasok oleh sumber daya, seperti listrik terbarukan seperti tenaga surya atau angin, memulai proses elektrolisis. Gelembung oksigen, yang merupakan produk sampingan, terbentuk di anoda sedangkan gas hidrogen dihasilkan di katoda. Gas hidrogen kemudian dikumpulkan untuk berbagai aplikasi, termasuk digunakan sebagai bahan bakar bersih, penyimpanan energi, atau bahan baku untuk proses kimia.

• Sel Elektroliser Oksida Padat (SOECs)

  Sel Elektroliser Oksida Padat (SOECs) adalah perangkat yang digunakan untuk menghasilkan gas hidrogen melalui elektrolisis uap. Mereka beroperasi pada suhu tinggi, biasanya di atas 700 derajat Celcius, dan memanfaatkan elektrolit keramik oksida padat untuk memfasilitasi reaksi elektrokimia. Keuntungan utama SOEC adalah mereka mengubah uap alih-alih air, sehingga hemat energi dengan memanfaatkan panas buangan dari proses industri atau elektrolisis suhu tinggi yang digabungkan dengan sumber energi terbarukan. Proses ini menawarkan metode yang menjanjikan untuk produksi hidrogen, pengurangan karbon dioksida, dan penyimpanan energi.

Spesifikasi dan Perawatan Elektroliser

Spesifikasi

Efisiensi sistem elektroliser dapat dianalisis sebagai kondisi operasi normal berdasarkan parameter teknis utama berikut:

• Sifat Elektrolit

  Jenis elektrolit yang digunakan dalam elektroliser memengaruhi efisiensi produksi hidrogen. Misalnya, elektrolit polimer padat menunjukkan keunggulan yang berbeda dalam efisiensi dan stabilitas.

• Suhu Operasi

  Reaksi elektrolisis biasanya membutuhkan rentang suhu tertentu. Elektrolisis suhu tinggi dapat meningkatkan laju reaksi, sehingga meningkatkan efisiensi. Namun, operasi elektroliser yang stabil pada suhu tinggi menghadirkan tantangan teknis dan biaya yang lebih tinggi.

• Tekanan Operasi

  Pemeliharaan tekanan tinggi dalam elektroliser menyebabkan peningkatan konsumsi energi, sehingga mengurangi efisiensi konversi energi secara keseluruhan.

• Desain Sel Elektrolisis

  Struktur dan material sel elektrolisis secara signifikan memengaruhi konduksi dan reaksi elektrokimia ion.

• Manajemen Ko-Elektrolit

  Dalam proses elektrolisis, keberadaan ko-elektrolit, seperti pengotor, dapat menyebabkan reaksi sampingan yang tidak diinginkan, sehingga mengurangi efisiensi keseluruhan. Ko-transportasi dalam sistem elektroliser juga penting.

• Kehilangan Energi

  Elektroliser dapat mengalami berbagai kehilangan energi, seperti kehilangan panas, kehilangan overpotensial, dll. Penurunan kehilangan energi sangat penting untuk meningkatkan efisiensi elektroliser.

Perawatan

• Pembersihan dan Disinfeksi

  Pembersihan dan disinfeksi permukaan elektroliser secara teratur sangat penting untuk memastikan operasinya yang stabil dan efisiensi produksi yang baik. Proses ini biasanya melibatkan penggunaan agen pembersih yang sesuai untuk menghilangkan kotoran seperti debu, minyak, dll., dari permukaan mesin. Pada saat yang sama, disinfeksi dapat mencegah pertumbuhan dan penyebaran bakteri, memastikan kebersihan dan keamanan hidrogen yang dihasilkan.

• Inspeksi Rutin

  Inspeksi rutin komponen dan sistem utama elektroliser sangat penting untuk menjaga fungsinya yang baik. Ini termasuk memeriksa tanda-tanda kerusakan atau keausan dalam sistem catu daya, sistem pasokan air, sistem pengolahan gas, dll. Selain itu, parameter operasi elektroliser, seperti arus, tegangan, suhu, tekanan, dll., harus dipantau dan dicatat. Setiap kelainan harus ditangani dengan segera.

• Penggantian Barang Habis Pakai

  Beroperasi dengan baik membutuhkan penggantian barang habis pakai seperti elektroda dan membran. Komponen-komponen ini dapat mengalami penuaan dan kerusakan setelah penggunaan yang lama, yang dapat memengaruhi kinerja dan efisiensi elektroliser. Penggantian barang habis pakai secara teratur memastikan bahwa elektroliser mempertahankan kinerja optimal.

Skenario Elektroliser

Produksi hidrogen berkembang pesat karena target iklim, permintaan solusi energi bersih, dan kebutuhan praktik industri yang berkelanjutan. Ini menciptakan potensi pasar yang cukup besar untuk hidrogen sebagai pembawa energi, mengurangi permintaan bahan bakar fosil, dan meningkatkan fokus pada hidrogen sebagai komponen kunci dari ekonomi hijau dan transisi energi.

• Penyimpanan Energi Terbarukan:

  Sebagai solusi untuk menyimpan energi terbarukan, produksi hidrogen melalui elektrolisis meningkat secara signifikan. Elektrolisis memungkinkan listrik berlebih dari sumber terbarukan seperti tenaga surya dan angin untuk diubah menjadi hidrogen. Ini mengubah lanskap energi dengan menawarkan cara untuk menyimpan dan memanfaatkan energi bersih yang akan hilang jika tidak.

• Dekarbonisasi Industri:

  Produksi elektroliser didorong oleh dekarbonisasi beberapa sektor, termasuk produksi baja, sintesis amonia, dan penyulingan.

• Sektor Transportasi:

  Sektor transportasi secara aktif mencari alternatif yang berkelanjutan untuk mengurangi emisi karbon. Hidrogen muncul sebagai bahan bakar bersih dengan potensi besar untuk menggantikan bahan bakar fosil. Hidrogen diproyeksikan memainkan peran kunci dalam dekarbonisasi transportasi, terutama dalam aplikasi tugas berat dan jarak jauh di mana solusi baterai-listrik menghadapi tantangan.

• Ekonomi Hidrogen:

  Ekonomi hidrogen hijau dengan cepat muncul sebagai komponen kunci dari transisi global ke sistem energi berkelanjutan. Ekonomi hidrogen bergantung pada peran hidrogen sebagai pembawa energi serbaguna dan elemen dasar dalam mengurangi emisi gas rumah kaca dan memerangi perubahan iklim. Elektrolisis berada di pusat ekonomi hidrogen, menghubungkan produksi energi terbarukan dengan berbagai aplikasi yang meningkatkan keberlanjutan.

Cara Memilih Elektroliser

Beberapa faktor berperan dalam memilih elektroliser hidrogen yang tepat untuk kebutuhan spesifik. Pembeli harus terlebih dahulu mendefinisikan aplikasi tempat mereka bermaksud menggunakan mesin tersebut. Untuk penggunaan industri, membran elektrolit polimer padat (SPE) atau elektroliser alkali akan ideal. Di sisi lain, untuk generator hidrogen, elektroliser PEM tekanan tinggi akan cukup.

Faktor lain yang perlu dipertimbangkan adalah skala produksi hidrogen yang dibutuhkan. Pilih elektroliser dengan kapasitas yang sesuai dengan produksi hidrogen yang diinginkan untuk memenuhi kebutuhan dan permintaan energi tertentu. Penting juga untuk mempertimbangkan sumber energi atau bahan baku yang akan memberi daya pada elektroliser. Untuk aplikasi energi terbarukan, pilih elektroliser yang dapat secara efisien memanfaatkan energi yang tersedia, seperti elektroliser PEM, yang bekerja secara efisien dengan beban yang berfluktuasi dari sumber terbarukan seperti tenaga surya atau angin.

Evaluasi kondisi situs tempat elektroliser akan dipasang untuk menentukan elektroliser yang tepat. Faktor-faktor seperti ruang, suhu, kelembapan, dan integrasi yang diperlukan dengan sistem yang ada memengaruhi pilihan elektroliser. Bisnis juga harus mempertimbangkan kelayakan ekonomi elektroliser yang dimaksud. Harap perhatikan total biaya kepemilikan (TCO), termasuk biaya modal, biaya operasional, dan potensi pendapatan dari produksi hidrogen saat menggunakan mesin untuk tujuan bisnis. Beberapa elektroliser datang dengan biaya tambahan untuk pemeliharaan dan aspek rutin lainnya dari mesin.

Pertimbangkan efisiensi, laju produksi, dan skala elektroliser. Keberlanjutan lingkungan juga diperlukan saat memutuskan elektroliser mana yang akan dipilih. Pilih elektroliser yang menawarkan pengurangan yang lebih signifikan dalam jejak karbon dan mendukung transisi ke ekonomi rendah karbon.

Terakhir, pastikan bahwa elektroliser yang dimaksud memenuhi standar dan peraturan keselamatan yang diperlukan yang ditetapkan oleh standar industri. Elektroliser harus memiliki fitur keselamatan yang diperlukan seperti katup pelepas tekanan, detektor gas, dan sistem penghentian darurat.

T&J Elektroliser

T1: Bagaimana elektroliser industri membuat hidrogen?

J1: Elektroliser industri menggunakan elektrolisis untuk memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Ketika tegangan diterapkan pada dua elektroda yang terendam dalam air, hidrogen terbentuk di katoda, dan oksigen dihasilkan di anoda. Gas hidrogen kemudian dikumpulkan dan dimurnikan untuk digunakan.

T2: Apa saja komponen utama elektroliser?

J2: Komponen utama elektroliser meliputi catu daya, sel elektrolisis, pemisah gas, sistem manajemen air dan gas, sistem pendingin, dan sistem kontrol. Komponen-komponen ini bekerja bersama untuk memfasilitasi proses elektrolisis, menghasilkan hidrogen, dan mengelola pengoperasian elektroliser.

T3: Apakah hidrogen dari elektrolisis hijau?

J3: Elektrolisis itu sendiri mungkin tidak hijau. Namun, jika menggunakan sumber energi terbarukan seperti tenaga surya atau angin, membuat hidrogen melalui elektrolisis dianggap hijau atau bersih.

T4: Apa keuntungan elektroliser?

J4: Elektroliser menawarkan beberapa keunggulan, seperti mampu menggunakan berbagai bahan baku, menghasilkan hidrogen dengan kemurnian tinggi, beroperasi dengan efisiensi tinggi, dan memiliki desain modular. Elektroliser juga ramah lingkungan, berkontribusi pada pengurangan emisi gas rumah kaca dan memerangi perubahan iklim.