Applications d’électrolyse et de piles à combustible

DÉVERSEURS POUR RÉGULER LA PRESSION DES PROCÉDÉS D’ÉLECTROLYSES ET DES PILES À COMBUSTIBLE

Le procédé d’électrolyse et le principe de pile à combustible sont deux opérations importantes dans l’économie verte ; chacune nécessite un contrôle précis de la pression des phases gazeuses. Les déverseurs Equilibar® s’utilisent avec beaucoup de succès dans ces deux opérations en raison de leur régulation précise de la pression du gaz sur une large gamme de débits.

Les déverseurs de précision Equilibar sont utilisés dans les systèmes d’essai de piles à combustible qui tirent avantage de la haute sensibilité de la régulation de pression Equilibar sur les plages de pression basses à moyennes. Les déverseurs Equilibar sont utilisés dans les procédés d’électrolyse pour réguler avec précision la pression des flux gazeux générés dans l’électrolyse, avec pour résultat un rendement plus efficace de l’électrolyseur. 

Qu’est-ce que l’électrolyse?

L’électrolyse utilise un courant électrique pour déclencher une réaction chimique qui ne se produirait pas naturellement. L’électrolyse de l’eau est un processus électrochimique utilisant l’électricité pour séparer l’eau en hydrogène et en oxygène. L’électrolyse du dioxyde de carbone consiste à réduire le CO2 en CO. Ces réactions peuvent se produire dans une cellule d’électrolyse ou un électrolyseur contenant un milieu électrolytique compris entre une anode et une cathode.

La régulation de la pression au cours de l’électrolyse est une opération importante qui dépend du type d’électrolyseur.

Corps du régulateur de contre-pression (BPR) Equilibar GSDM8 avec régulateur de pression pilote électronique

Déverseur de précision GSD8 en acier inoxydable pour les applications d’électrolyse et d’électrolyseur

Quels sont les types d’électrolyseurs ?

Les principaux types d’électrolyseurs utilisés pour décomposer l’eau sont : les électrolyseurs alcalins, les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM), les électrolyseurs à oxyde solide et les électrolyseurs à membrane échangeuse d’anions (AEM). Le fonctionnement des électrolyseurs diffère essentiellement selon les matériaux de fabrication utilisés. L’électrolyse alcaline utilise une solution alcaline liquide. Il s’agit d’un procédé plus abouti et plus fréquent dans les opérations d’électrolyse à grande échelle.

Schéma de base de l’électrolyse de l’eau présenté à droite.

Régulation précise de la pression dans l’électrolyse

La régulation précise de la pression des flux gazeux générés dans le procédé d’électrolyse est très importante pour l’efficacité et la durée de vie de l’électrolyseur. Les vannes de régulation de pression Equilibar sont utilisées pour maintenir des pressions différentielles précises entre les deux flux de gaz, et pour contrôler avec précision le niveau de pression.  Les  déverseurs Equilibar sont utilisés avec succès dans les systèmes d’électrolyse de l’eau et du CO2 dans de nombreux modèles d’électrolyseurs. Ils régulent avec la même précision une plage de pressions élevées ou basses et une plage de débits. Les régulateurs Equilibar sont disponibles en alliage Hastelloy C22 ou C276 pour les applications alcalines, et sont proposés avec un dispositif de nettoyage et des matériaux spécialisés tels que le Monel pour les applications à oxygène enrichi.

Organigramme du processus d'électrolyse avec le régulateur de contre-pression Equilibar (BPR)

Essais de piles à combustible

Les déverseurs Equilibar sont utilisés dans les systèmes d’essai de piles à combustible qui requièrent une régulation précise de la pression sur de larges plages de débit, ce qui fait défaut à la plupart des produits concurrents de modèle plus ancien et/ou plus classique.

Contrôle de faible débit
Incroyable rangeabilité de 1000:1

Equilibar a mis au point un régulateur de contre-pression spécifiquement conçu pour répondre aux exigences de débit de l’industrie des essais de piles à combustible. Ce modèle spécial de régulateur peut fournir des pressions de pile stables dans les plages de débit ultra larges requises pour les protocoles d’essais rigoureux. Le contrôle du débit de gaz est réalisable en-dessous de 1 ml/minute.    

Schéma du régulateur de contre-pression Equilibar BD dans le banc d'essai des piles à combustible

AUTOMATISATION SOUPLE

Le déverseur Equilibar est muni d’un dôme, ce qui signifie qu’il utilise une pression de référence exercée sur son dôme pour fournir le point de consigne souhaité. Dans le cas d’une automatisation par ordinateur, un régulateur électropneumatique de pression est utilisé pour obtenir le point de consigne de la pression de référence. Le modèle à dôme est sensible à des variations du point de consigne du pilote électronique aussi faibles que 0,001 psig/0,07mbar, ce qui permet à l’ordinateur de procéder une régulation sans précédent des pressions du système de gaz. Tandis que la plupart des systèmes d’essai de piles à combustible utilisent une rétroaction PID en boucle fermée sur le capteur de pression de sortie de la pile, la précision incroyable du déverseur Equilibar permet de réguler entièrement le système à l’aide d’un régulateur pilote électronique avec une commande en boucle ouverte. Pour les modèles moins complexes, un simple régulateur manuel peut être utilisé comme régulateur du point de consigne de la pression de référence.

Contactez-nous pour vous aider à choisir le régulateur de contre-pression adapté à votre application à pile combustible.

Corps de valve Equilibar série BD pour les tests de piles à combustible

Les vannes Equilibar® BD Series sont des déverseurs de taille plus grande et à haute performance, utilisées dans les applications d’essais de piles à combustible. Elles peuvent être automatisées à l’aide d’un régulateur de point de consigne à pilote électronique

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