DONGSHENG est le recycleur de métaux précieux le plus reconnu au monde . Fort d'une longue expérience dans le recyclage industriel des métaux précieux, il est bien plus expérimenté que ses concurrents et établit des normes de prix pour le recyclage des électrolyseurs. Pour réussir dans le recyclage des électrolyseurs, il est essentiel de fournir des informations de base sur les prix de recyclage des électrolyseurs usagés aux vendeurs d'électrolyseurs usagés.
Page de solutions industrielles d'électrolyseurs connexes : équipement de production d'hydrogène , électrolyse de l'eau de mer .
Afin d'améliorer la sensibilisation et le professionnalisme de l'ensemble de l'industrie, DONGSHENG a édité cet article pour contribuer à la cause de la protection de l'environnement mondial.
Électrolyseur alcalin (électrolyseur alcalin) avec une solution de KOH comme électrolyte et un catalyseur à base de nickel, il fonctionne à une température de 70-90 °C et une pression ≤ 30 bar, avec une puissance mono-empilement allant jusqu'à 20 MW (par exemple, Thyssenkrupp Nucera). Ses avantages incluent un faible coût (pas de métaux précieux requis), une longue durée de vie (> 60 000 heures), une maintenance simple et une large plage de réponse dynamique (10 %-100 %), comme le montre l'EcoLyzer A600 (600 Nm³/h).
Électrolyseur PEM (électrolyseur à membrane échangeuse de protons). Utilisant des membranes d'acide perfluoré sulfonique (PFSA) et des catalyseurs platine/iridium, l'électrolyseur PEM est conçu pour l'électrolyse à l'eau pure, à des pressions de service allant jusqu'à 10-30 bars, avec un temps de réponse de quelques secondes et une pureté de l'hydrogène supérieure à 99,999 %. Sa conception compacte et son rendement élevé (rendement PCS de 89 à 99 %) le rendent particulièrement adapté aux sources d'énergie fluctuantes telles que l'énergie éolienne, représentée par le HyLYZER™ (2,2 Nm³/h) et le LightBridge LBE-P50LC (50 kW).
Cellule d'électrolyse à oxyde solide (SOEC) : électrolyse la vapeur d'eau à 700-800 °C grâce à un électrolyte céramique, avec une consommation électrique de seulement 37,7 kWh/kg H₂, soit un rendement supérieur de 25 % à celui des électrolyseurs basse température. Elle peut cogénérer du gaz de synthèse et utiliser la chaleur résiduelle industrielle. Cependant, la dégradation à haute température reste à résoudre. Des projets représentatifs, tels que le système de 4 MW de Bloom Energy pour la NASA (2,4 tonnes d'hydrogène par jour), sont à l'étude.
L'électrolyseur AEM (électrolyseur à membrane échangeuse d'anions) combine les avantages des cuves alcalines avec ceux de la PEM, utilisant des membranes anioniques et des catalyseurs à base de métaux non précieux (par exemple, le nickel), et fonctionnant à 60-80 °C. Il est 80 % moins cher que la PEM, ne contient pas de composés perfluorés et les dernières technologies, comme Ecolectro, ont permis d'atteindre des densités de courant supérieures à 4 A/cm² et des rendements supérieurs à 74 %, mais la durabilité de la membrane doit encore être améliorée.
Équipement de traitement de l'eau et de soutien à la production d'hydrogène Une eau ultrapure (conductivité < 1 μS/cm) est requise, en s'appuyant sur des systèmes d'osmose inverse ou de déionisation ; le traitement à l'hydrogène nécessite des compresseurs (par exemple, SOEC pré-pressurisé à 15 psig), des sécheurs et des réservoirs de stockage d'hydrogène.
Les scénarios industriels pour différents électrolyseurs sont déterminés par l'efficacité, le coût et les conditions de fonctionnement :
L'électrolyseur alcalin convient aux usines chimiques à grande échelle (par exemple, les usines de synthèse d'ammoniac, les raffineries de pétrole) nécessitant un approvisionnement continu et stable en hydrogène, des exemples typiques sont le reformeur à vapeur d'hydrocarbures Sinopec.
Les électrolyseurs PEM sont principalement utilisés pour la production d'hydrogène à partir d'énergies renouvelables (par exemple, les projets de couplage éolien/photovoltaïque) et les stations de ravitaillement en hydrogène en raison de leur réponse rapide et de leur petite taille, un exemple typique étant le projet Rhineland de 100 MW d'ITM Power.
L'électrolyseur SOEC est adapté aux scénarios industriels à haute température (par exemple, les aciéries, les centrales nucléaires), les exemples typiques étant le projet de décarbonisation de la raffinerie Shell.
Électrolyseur AEM Priorisé aux scénarios de production d'hydrogène distribuée (approvisionnement énergétique communautaire, petites usines) en raison de son avantage de faible coût, par exemple le pilote utilitaire d'Ecolectro.
Le recyclage des électrolyseurs se concentre sur les matériaux de grande valeur et l’élimination respectueuse de l’environnement :
Les plaques bipolaires en titane (récupérées à 3-10 $/kg) et les catalyseurs platine/iridium (> 6 000 $/kg) sont les plus rentables, mais les membranes d'acide perfluorosulfonique (PFAS) nécessitent un traitement de pyrolyse à haute température.
Électrolyseur alcalin / AEM Récupération d'électrodes en nickel (2,5-6,8 $/kg) et de composants structurels en acier inoxydable, l'AEM étant le procédé le plus simple en raison de l'absence de métaux précieux et de composés perfluorés.
Les électrolytes céramiques (par exemple la zircone stabilisée à l'yttrium) et les électrodes à combustible à base de nickel de l'électrolyseur SOEC doivent être recyclés de manière professionnelle, mais le coût du recyclage de la céramique après broyage est élevé.
Les métaux récupérés peuvent être refondus pour être utilisés dans de nouveaux équipements, le catalyseur est régénéré par extraction chimique et les pièces en plastique sont incinérées pour générer de l'électricité pour l'utilisation de l'énergie.
L'électrolyseur alcalin est préféré pour les bases industrielles à grande échelle à la recherche d'un faible coût et d'une stabilité ;
Le PEM est adapté à la production d’hydrogène à partir d’énergie renouvelable lorsqu’une réponse rapide et un hydrogène de haute pureté sont requis ;
Les aciéries ou les centrales nucléaires disposant de ressources de chaleur résiduelle peuvent exploiter le SOEC pour augmenter leur efficacité de 25 % ;
L'AEM est adapté aux scénarios distribués à petite et moyenne échelle (par exemple, l'alimentation électrique communautaire) afin de réaliser les avantages en termes de coût et de protection de l'environnement.
Les avancées technologiques futures dépendront des innovations matérielles (par exemple les catalyseurs à base de métaux non précieux AEM) et de la maturité de la technologie de recyclage, tandis que l'optimisation de la consommation d'énergie dans le système de support (par exemple l'utilisation de la chaleur résiduelle SOEC) sera la clé de la réduction des coûts.
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