شركة "روس آتوم" الحكومية تختبر جهازاً لإنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي بسعة 5 أمتار مكعبة في الساعة

أخبار ar.wedoany.com، أعلن قطاع الوقود في شركة "روس آتوم" الحكومية للطاقة النووية (الشركة المُدارة هي "تي في إي إل" المساهمة) أن خبراءها التابعين له قد أكملوا جميع اختبارات عينة تجريبية لجهاز إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء. ويُعتبر هذا الإنجاز خطوة أخرى في مسار توطين معدات الهيدروجين في روسيا، مما قد يُشكل أساساً لتطوير سلسلة من أجهزة التحليل الكهربائي عالية الكفاءة لإنتاج الهيدروجين. تهدف هذه السلسلة بشكل أساسي إلى خدمة شركات "روس آتوم" ومنشآت مجمع الوقود والطاقة، لتلبية احتياجاتها التكنولوجية الخاصة، ولا سيما تبريد مولدات التوربينات في محطات توليد الكهرباء.

تبلغ قدرة هذه العينة التجريبية على إنتاج الهيدروجين 5 أمتار مكعبة في الساعة، وقد تم تطويرها وتصنيعها بتكليف من شركة "روساتوم للطاقة الكهربائية" المساهمة. وخلال فترة الاختبار، عمل الجهاز بشكل تراكمي ومستقر لأكثر من 8000 ساعة، مع الحفاظ على استقرار الأداء حتى في ظل أحمال تصل إلى 115% من الحمل الاسمي.

يستخدم هذا الجهاز المدمج للتحليل الكهربائي الماء المقطر العادي كمادة خام، وينتج هيدروجيناً نقاوته 99.9%، مع ضغط مخرج يصل إلى 1.5 ميغاباسكال. يتميز النظام باستجابة ديناميكية عالية، حيث لا يتجاوز زمن الاستجابة لزيادة أو خفض إنتاج الغاز بنسبة 50% عشر ثوانٍ، مما يمكنه من التكيف بمرونة مع ظروف التشغيل المختلفة. وتظهر البيانات أن استهلاك الطاقة لوحدة التحليل الكهربائي يقل عن 4.0 كيلوواط/ساعة لكل متر مكعب من الهيدروجين، وهو مستوى مماثل لأفضل المنتجات الأجنبية المماثلة.

تم تطوير هذه التقنية بواسطة فريق خبراء من مدينة نوفوأورالسك، وقد تحقق فيها الإحلال الكامل للواردات. يعتمد جوهرها على تقنية التحليل الكهربائي للماء باستخدام أغشية التبادل الأنيوني، والتي تدمج المزايا الرئيسية لعمليتين صناعيتين سائدتين: فالجهاز لا يحتوي على قلوي سائل، وفي الوقت نفسه يتميز بخصائص ديناميكية عالية ومتطلبات منخفضة لجودة مياه التغذية.

صرّح فيودور غريغورييف، رئيس فريق تطوير سلسلة أجهزة التحليل الكهربائي عالية الكفاءة والإحلال محل الواردات في شركة "روساتوم للطاقة الكهربائية"، قائلاً: "الميزة المهمة لهذا التطوير هي أن خلايا التحليل الكهربائي تُصنع بالكامل من مواد محلية منذ مرحلة التصنيع. نحن نعتقد أن نتائج عمل خبراء نوفوأورالسك تحمل إمكانات تطبيقية واعدة. هناك طلب كبير على أجهزة التحليل الكهربائي التي تتراوح قدرتها الإنتاجية بين 25 و30 متراً مكعباً في الساعة في محطات الطاقة النووية الروسية ومنشآت مجمع الوقود والطاقة. الأجهزة الحالية تعاني من تقادم شديد وتحتاج بشكل عاجل إلى التجديد. سيكون هذا اتجاهاً تجارياً واعداً لشركة "روس آتوم"."

أثبتت هذه الاختبارات المؤشرات التقنية الرئيسية للمنتج، كما أسفرت عن مجموعة من المقترحات لتحسين التصميم والعمليات، تهدف إلى خفض تكاليف التصنيع، وزيادة الموثوقية والكفاءة وسهولة التشغيل.

تم تطبيق هذه المقترحات التحسينية بالفعل في تصنيع عينة تجريبية أخرى لجهاز التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين. وقد استخدمها خبراء "روس آتوم" لضمان بدء تشغيل موقع اختبار الهيدروجين في جزيرة ساخالين، وتم تسليمها إلى الجهة الطالبة، شركة "روساتوم للطاقة الكهربائية" المساهمة، لاستخدامها في الاختبارات التطويرية اللاحقة.

في قطاع الطاقة الكهربائية، يُستخدم الهيدروجين على نطاق واسع لتبريد مولدات التوربينات الكبيرة نظراً لخصائصه مثل معامل التوصيل الحراري العالي، ومعامل الانتشار الكبير، وعدم سميته. تعمل تقنية التبريد بالهيدروجين على امتصاص وطرد الحرارة المتولدة أثناء عملية توليد الكهرباء بشكل فعال عن طريق تدوير الهيدروجين داخل ملفات المولد، مما يمنع ارتفاع درجة حرارة المعدات. وهذا يسمح للمولد بالعمل تحت أحمال أعلى، ويزيد من إنتاجه ويطيل عمره الافتراضي، مع تقليل احتياجات الصيانة. يساهم هذا الحل في تحسين موثوقية وكفاءة محطات توليد الطاقة، بما في ذلك المحطات النووية والحرارية، وقد تم الاعتراف بالتبريد بالهيدروجين كأحد أكثر الحلول فعالية للحفاظ على درجة حرارة التشغيل المثلى للمعدات الحيوية.