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06
'26
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Rifrattometri industriali per elettrolizzatori a idrogeno verde
Vaisala supporta lo sviluppo di elettrolizzatori alcalini avanzati con misurazioni in tempo reale della concentrazione di elettroliti.
www.vaisala.com
Nel settore dell’energia e della produzione di idrogeno verde, l’elettrolisi dell’acqua rappresenta una tecnologia chiave per la decarbonizzazione. Tuttavia, le prestazioni degli elettrolizzatori dipendono dalla stabilità dei materiali e dal controllo preciso dei parametri di processo.
In questo contesto, Vaisala fornisce rifrattometri in linea utilizzati in un progetto di sviluppo in Germania per un banco di prova dedicato all’elettrolisi alcalina. Il progetto coinvolge iChemAnalytics GmbH, Dr.-Ing. Max Schlötter GmbH & Co. KG e Hillebrand Chemicals.
Gli obiettivi principali includono la realizzazione di un test bench automatizzato, lo sviluppo di rivestimenti per elettrodi con durata superiore a 80.000 ore e la validazione in diverse condizioni operative.
Sfide tecniche nella produzione di idrogeno
Gli elettrolizzatori alcalini utilizzano soluzioni concentrate di idrossido di potassio (KOH), tipicamente tra il 15% e il 30%, che risultano altamente corrosive. Durante il processo elettrolitico, la concentrazione dell’elettrolita varia tra i due lati della membrana, influenzando:
- efficienza della reazione
- tensione di cella
- fenomeni di invecchiamento dei componenti
Il monitoraggio continuo della concentrazione è quindi essenziale per garantire prestazioni stabili e prolungare la vita utile del sistema.
Tecnologia di misura adottata
Dopo aver valutato diverse tecnologie, il team ha selezionato rifrattometri in linea basati sulla misura dell’angolo di rifrazione della luce. I dispositivi installati, modello PR53AC, consentono la misurazione continua della concentrazione di KOH su entrambi i lati della membrana.
Il principio di funzionamento si basa sulla rilevazione dell’angolo critico di riflessione totale, direttamente correlato alla concentrazione dell’elettrolita. Questa tecnologia offre diversi vantaggi operativi:
Tecnologia di misura adottata
Dopo aver valutato diverse tecnologie, il team ha selezionato rifrattometri in linea basati sulla misura dell’angolo di rifrazione della luce. I dispositivi installati, modello PR53AC, consentono la misurazione continua della concentrazione di KOH su entrambi i lati della membrana.
Il principio di funzionamento si basa sulla rilevazione dell’angolo critico di riflessione totale, direttamente correlato alla concentrazione dell’elettrolita. Questa tecnologia offre diversi vantaggi operativi:
- misurazioni indipendenti da bolle, particelle o colore
- elevata resistenza chimica in ambienti corrosivi
- possibilità di integrazione diretta con sistemi PLC tramite uscita 4–20 mA
Inoltre, sistemi di pulizia automatica del prisma riducono il rischio di depositi, garantendo continuità operativa.
Integrazione e implementazione
Due rifrattometri Vaisala sono stati integrati nel banco di prova per fornire dati in tempo reale. L’implementazione è stata facilitata da una configurazione plug-and-play e dal supporto tecnico durante la fase di test e integrazione.
Le condizioni operative del sistema includono temperature fino a 80 °C e pressioni fino a 5 bar, parametri che limitano significativamente le tecnologie di misura utilizzabili.
Risultati e avanzamento del progetto
La disponibilità di misurazioni continue ha consentito di eseguire test accelerati su rivestimenti per elettrodi in diverse condizioni operative. I risultati preliminari, presentati durante l’evento ZVO Oberflächentage 2025, hanno evidenziato prestazioni promettenti per nuovi materiali.
Il banco di prova automatizzato consente ora di ottimizzare materiali, configurazioni e condizioni operative per migliorare l’efficienza complessiva degli elettrolizzatori.
Impatto sulla tecnologia dell’idrogeno
Il controllo preciso della concentrazione dell’elettrolita rappresenta un elemento critico per lo sviluppo di elettrolizzatori ad alte prestazioni. L’utilizzo di tecnologie di misura avanzate contribuisce a migliorare l’affidabilità dei sistemi e a ridurre i costi operativi.
Questo progetto dimostra come strumenti di monitoraggio in tempo reale possano supportare l’innovazione nei sistemi energetici sostenibili e accelerare la diffusione dell’idrogeno verde.
Modificato da un giornalista industriale, Lekshman Ramdas, con il supporto dell’intelligenza artificiale.
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Integrazione e implementazione
Due rifrattometri Vaisala sono stati integrati nel banco di prova per fornire dati in tempo reale. L’implementazione è stata facilitata da una configurazione plug-and-play e dal supporto tecnico durante la fase di test e integrazione.
Le condizioni operative del sistema includono temperature fino a 80 °C e pressioni fino a 5 bar, parametri che limitano significativamente le tecnologie di misura utilizzabili.
Risultati e avanzamento del progetto
La disponibilità di misurazioni continue ha consentito di eseguire test accelerati su rivestimenti per elettrodi in diverse condizioni operative. I risultati preliminari, presentati durante l’evento ZVO Oberflächentage 2025, hanno evidenziato prestazioni promettenti per nuovi materiali.
Il banco di prova automatizzato consente ora di ottimizzare materiali, configurazioni e condizioni operative per migliorare l’efficienza complessiva degli elettrolizzatori.
Impatto sulla tecnologia dell’idrogeno
Il controllo preciso della concentrazione dell’elettrolita rappresenta un elemento critico per lo sviluppo di elettrolizzatori ad alte prestazioni. L’utilizzo di tecnologie di misura avanzate contribuisce a migliorare l’affidabilità dei sistemi e a ridurre i costi operativi.
Questo progetto dimostra come strumenti di monitoraggio in tempo reale possano supportare l’innovazione nei sistemi energetici sostenibili e accelerare la diffusione dell’idrogeno verde.
Modificato da un giornalista industriale, Lekshman Ramdas, con il supporto dell’intelligenza artificiale.
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