Wasserelektrolyse zur
Wasserstofferzeugung
Gewährleistung der Prozesssicherheit
und Produktqualität mit Sauerstoff-,Wasserstoff- und Feuchteanalysatoren

Zu den Nebenprodukten des Elektrolyseurs gehören Wasserdampf und Sauerstoff. Präzise Messungendes Wasserstoff-, Sauerstoff- und Feuchtegehalts können einen Hinweis auf die Effizienz desElektrolyseurs liefern. Um die Sicherheit und Effizienz eines Elektrolyseurs zu maximieren, ist eine äußerstzuverlässige und genaue Sensortechnologie erforderlich.
Als anerkannter Marktführer bei Prozessanalysatoren bietet Panametrics ein komplettes System zur
Wasserstoff-, Sauerstoff- und Feuchtemessung für die Wasserelektrolyse.

Wasserstoff: Der Kraftstoff der Zukunft

Wasserstoffmessung

Die Entwicklungen der letzten Jahre zur Reduzierung von Treibhausgasen haben viele Länder dazu
veranlasst, bis 2050 ein Netto-Null-Ziel zu erreichen. Um diese Ziele zu erreichen, versuchen diese Länder,
Energiequellen zu maximieren und Emissionen zu minimieren. Wasserstoff als Kraftstoff bietet einensolchen Weg.

Wasserstoff ist leicht entzündlich und kannmit Sauerstoff explosionsartig reagieren. Es ist
wichtig zu wissen, ob sich der Sauerstoffgehalt imWasserstoffstrom aufgrund von Leckagen oderdurch Gasaustausch an der Membran der unteren
Explosionsgrenze nähert.

Wasserstoff, ein vielseitiger Energieträger, erzeugt bei der Verbrennung keine Kohlenstoffemissionen
wie CO und CO2. Zudem trägt Wasserstoff bei klimafreundlicher Herstellung erheblich zur Reduzierung
der CO2-Emissionen in Industrie und Verkehr bei. Als solche wird sie eine entscheidende Rolle für dasGelingen der globalen Energiewende spiele
Ein Prozess, der einen großen Beitrag zu diesen Bemühungen leisten wird, ist die Wasserstoffproduktion
durch Wasserelektrolyse, bei der erneuerbare Energien zum Antrieb des Prozesses verwendet werden.
Der so produzierte Wasserstoff wird als „grüner Wasserstoff“ bezeichnet.
Weitere Prozesschritte

O2 Ausgang

O2

H2

H2O

H2O

H2 Produkt

Trockner

Zum Kunden+H2

Elektrolyseur

Elektrische
Energie-Panametrics XMTC
Der XMTC-Wärmeleitfähigkeits-Binärgasanalysator von Panametrics überwacht zuverlässigWasserstoff in Sauerstoff und Sauerstoff in Wasserstoff. Typische Messbereiche sind 0 bis 5 %, um eine
Membranstörung zu signalisieren. Der XMTC ist für Umgebungen der Klasse 1/Zone 1 zertifiziert.

H2 Ausgang

O2

Es ist auch wichtig, die Sauerstoff- undWasserstoffseite der Elektrolysezelle kontinuierlich
auf Leckagen zu überwachen, damit diese nicht
an die Explosionsgrenze des Gasgemisches
herankommen. Diese sicherheitsrelevante
Messung zeigt den Zustand des Gesamtprozesses
und die Effizienz der Membran an. Es sollte
immer mit zuverlässiger, robuster und bewährter
Technologie durchgeführt werden.

% H2 in O2% O2 in H2
ppm O2 in H2
ppmv H2O in H2

Zuverlässige, genaue Analyse der Wasserstoffkonzentration in einem kompakten, robusten Paket.

Eigenschaften• Bewährte Technologie in einem unkomplizierten, benutzerfreundlichen und kompakten Design zur
Reduzierung von Kosten für Systemlösungen• Robuste Konstruktion und keine beweglichen Teile bedeutet extrem stabile Messung mit EchtzeitFehlererkennung

WasserTypischer Elektrolyseprozess• Erfordert keine häufige Feldkalibrierung• Durch Konstruktion grundsätzlich wartungsfrei• Hält rauen Umgebungen stand und widersteht Stößen und Vibrationen

Wasserelektrolyse
Ein Elektrolyseur leitet einen elektrischen Strom, um Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zuspalten. Die Zelle, das Herzstück des Elektrolyseurs, in dem dieser Prozess stattfindet, verfügt über zwei
Elektroden. Die Elektroden sind in einen Elektrolyten eingetaucht, der durch eine Membran getrennt ist.
Wasser spaltet sich an den Elektroden in Sauerstoff und Wasserstoff auf, während die Membran dieseerzeugten Gase trennt. Die Membran hält diese beiden Gase während des Aufspaltungsprozesses
getrennt und transportiert den Sauerstoff zu seinem eigenen Auslass. Es kann jedoch zu Überkreuzungendieser Gase auf der Membran kommen.
2Eigenschaften• Wetter- und explosionsgeschützte Ausführungen• Extrem stabile Messthermistoren• Taster-aktivierte Kalibrierung• PC-Schnittstellen für digitale Ausgabe• Standard- und benutzerdefinierte Kalibrierungsbereiche zwischen 0 % und 100 %3Sauerstoffspurenanalyse

Spurenfeuchtemessung

Der während der Elektrolyse erzeugte
Wasserstoff enthält typischerweise einenhohen Feuchtegehalt und unterschiedliche
Mengen an Sauerstoff. Diesem werden
Feuchte und Sauerstoff entzogen, um
hochreinen Wasserstoff zu erzeugen. Dies
ist erforderlich, um die Spezifikationen derGasqualität für komprimierten Wasserstoff
in Anwendungen wie Tankstellen zu erfüllen.

Bei den meisten
Elektrolyseuranwendungen sind die
Austrittsgase mit Wasser gesättigt.
Da Wasserdampf weder brennt
noch Energie transportiert, ist eine
Dehydrierung erforderlich, um denWasserstoff effektiv zu transportieren,zu speichern und zu nutzen, der bei
der Elektrolyse entsteht.

Zuverlässige Sauerstoffmessung in einem kompakten,
einzigartigen Design.

Eigensicherer Feuchtetransmitter für Standardapplikationen
und zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.

Der Panametrics oxy.IQ Transmitter mit galvanischerMesszelle erkennt die geringstmöglichen Verunreinigungenvon Sauerstoff im Wasserstoffstrom und verfügt über17 verschiedene Prozent- und ppm-Messbereiche fürzuverlässige Messungen im kompakten Design.

Panametrics wurde 1960 mit der Einführung des patentierten
Dünnfilm-Aluminiumoxid-Feuchtesensors gegründet.
Heute verwenden wir diese Technologie im eigensicheren
und vielseitig einsetzbaren Transmitter HygroPro. DerHygroPro kombiniert die Feuchtemessung mit eingebauten
Temperatur- und Drucksensoren, um die Anforderungenrobuster industrieller Anwendungen, einschließlich derWasserstoffproduktion, zu erfüllen.

Eigenschaften• Bewährte galvanische Brennstoffzellen-Sensortechnologie
bietet überlegene Leistung, Genauigkeit, Stabilität und lange
Lebensdauer•K ompaktes Transmitterdesign für eine einfache Installation undFlexibilität bei Systemlösungen

Eigenschaften• Innovatives Design eliminiert die Möglichkeit eines negativen
Signalausgangs und reduziert Kontaminationsquellen.

• Kompakter Transmitter mit Feuchte-, Temperaturund Drucksensoren, montiert auf einem einzigen
Trägerfitting, ermöglicht die einfache Installation
bei beengten Platzverhältnissen.

• Eingebauter Mikroprozessor mit intuitiver Benutzeroberfläche
zum einfachen Auswählen des Bereichs, Trimmen der Ausgänge
und Durchführen der Kalibrierung• Messungen bei Drücken bis zu 345 bar• Großer dynamischer Tau-/Frostpunkt-Messbereich -110 °C
bis +60 °C• Vom Benutzer wählbare Bereiche, Kalibrierung, Sensordiagnose,
mit Tastatur für einfache Programmierung• Sensoren lassen sich einfach vor Ort austauschen• Unempfindlich gegenüber Trägergasen, SauergasSensoroptionen für genaue Messung und AnalyseFunktionen•D isplay mit Tastatur, Benutzerschnittstelle mit
Diagnosefunktion• Sensorausfall- und Überwachung der Lebensdauer

Funktionen• Eigensicher• Umgebungs- bis ppb-Feuchte mit
Aluminiumoxid-Spurenfeuchtesensor• Eingebaute Temperatur- und Drucksensoren• Integrierte Anzeige/Benutzeroberfläche• Frei programmierbar, wartungsarm, wirtschaftlich, kompakt• Große Auswahl an verschiedenen Kalibrierungen, die ppmund % O2-Bereiche abdecken45

Industrieller Feuchtetransmitter

Schlüsselfertige Messlösungen

Der DewPro Feuchtetransmitter ist
ein zuverlässiger, kostengünstiger,
explosionsgeschützter Feuchtetransmitter für dieTrockneranwendung in der Wasserelektrolyse.

Die Leistung jedes Analysators hängt vonder Integrität des Probenahmesystems ab.
Panametrics pro.IQ und O2.IQ sind komplettePlug-and-Play-Systeme, die sofort Feuchteund Sauerstoffmessungen liefern. Montieren
Sie einfach den Transmitter, schließen Sie
Spannungsversorgung und Probengas an,
und die Analysatoren sind einsatzbereit.
Wichtige Messlösungen.

Eigenschaften• Bietet lange Kalibrierungsstabilität
und schnelle Reaktionszeiten•D ie integrierte Durchflusszelle des MMY30 zur Filtration undDurchflussregulierung ist ideal für Feuchteapplikationen•Ü berwachung in verschiedenen Prozessumgebungen

Eigenschaften und Funktionen• Kompakte Aufbaumaße, Edelstahlgehäuse undschleifengespeiste Transmitter bieten ideale
Lösungen für den sicheren und EX-Bereich.
• Gehäuseausführung bietet einfachen Zugang
zum Transmitter für mühelose Wartung.
• Wandmontiertes NEMA 4X
und IP66-Edelstahlgehäuse.
• Das Probenahmesystem bietet Isolierung,Filtration, Druckregulierung, Durchfluss- undDruckanzeige zusammen mit einem Sichtfenster
für einfaches ablesen aller Messwerte.

Funktionen• Schleifengespeister 4-20-mA-Transmitter• Integrierte Filterung und Durchflussregulierung• Konfigurationen für explosionsgefährdete Bereiche verfügbar

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Panametrics, ein Unternehmen von Baker Hughes,
bietet Lösungen für die Messung des Feuchte-,
Sauerstoff-, Flüssigkeits- und Gasdurchflusses in den
härtesten Anwendungen und Umgebungen.
Panametrics ist Experte im Fackelmanagement undreduziert durch seine Technologie Fackelemissionen
und optimiert die Leistung.
Mit einer globalen Reichweite ermöglichen dieMesslösungen für kritische Applikationen und das
Fackelemissionsmanagement von Panametrics denKunden, die Effizienz ihrer Prozesse zu steigern und CO2Reduktionsziele in kritischen Branchen zu erreichen,darunter: Öl & Gas; Energie; Gesundheitswesen;
Wasser und Abwasser; Chemische Verarbeitung;Lebensmittel und Getränke und andere.

Für uns steht Sicherheit an erster Stelle!
Die kritische Messung ist Wasserstoff inSauerstoff, um sicherzustellen, dass wir keine
Leckage vom Hochdruck-Wasserstoff zur
Niederdruck-Sauerstoffseite der Membran
haben. Sauerstoff kann […] die obere
Explosionsgrenze unterschreiten was zu
einem Sicherheitsproblem führt. Die anderen
Messungen betreffen unsere Kunden, dieden Wasserstoff verwenden. Als Beispiel gibt
es Vorgaben für die Gasbeschaffenheit
für Feuchte im komprimierten
Wasserstoff an einer Tankstelle.
– Hersteller von Elektrolyseuren

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Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihrenörtlichen Panametrics-Vertreter oder besuchen Sie:panametrics.com

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