Вопрос 10: В чем разница между водородом и водородом для топливных элементов?

Ответ: На Земле очень мало свободного водорода — всего около 10% в сравнении с гелием. Как правило, водород в виде газа, полученного с помощью соответствующего производственного процесса, представляет собой смесь веществ, которые участвуют в процессе или влияют на него из-за граничных условий. Далее, мы рассматриваем такой параметр, как степени чистоты, которая выражает долю остаточных компонентов в составе водорода. Мы можем выделить, например, степень чистоты 3,0, означающую, что в веществе присутствует 99,9% водорода (3 цифры „9“), а 0,1% составляют другие вещества. Эти „другие вещества“ мы так же различаем, и следовательно можем указать, что это, к примеру – водяной пар, азот, кислород, углеводороды, соединения серы и тому подобное.

Некоторые остаточные примеси в составе водорода могут отрицательно влиять, в частности, на мембрану топливного элемента. Это, в свою очередь, снижает производительность топливного элемента и сокращает срок его службы. Список подобных веществ включает в себя (но не ограничивается ими): оксид углерода, соединения серы, формальдегид, аммиак, муравьиную кислоту и галогениды. Максимальная концентрация этих и других примесей в водороде, предназначенного для топливных элементов определяется стандартом ČSN ISO 14687-2 (см. таблицу в конце этой статьи). Вышеуказанные примеси попадают в водород в процессе его производства. Именно способ получения водорода существенно влияет на количество и состав нежелательных остаточных примесей. Например, производство водорода паровым риформингом из природного газа связано с повышенным риском присутствия CO2, CH4 или галогенидов. Водород полученный крекингом нефти может содержать повышенное количество соединений серы. Водород, полученный электролизом воды, может содержать большее количество воды или кислорода. Специальное фильтрующее оборудование может удалить нежелательные вещества и подготовить водород для использования в топливных элементах. В технической практике достижение чистоты водорода 5,0, то есть чистоты 99,999%, не составляет проблем. Однако даже в таком чистом газе не должны присутствовать вещества, ограничивающего или разрушающего топливный элемент.

Требования к качеству водорода для водородных топливных элементов

Общая доля водорода и загрязняющих газов

Максимальная концентрация отдельных загрязняющих газов