Il sistema Hioki ALDAS-Mini è un analizzatore compatto per celle di elettrolisi, progettato per visualizzare le caratteristiche dinamiche durante operazioni reali di produzione di idrogeno.
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Principio di funzionamento
Utilizza tecniche EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) per misurare simultaneamente curve I-V e diagrammi di Nyquist su un’ampia gamma di densità di corrente (20-500 A, con sensori adeguati), rilevando in tempo reale resistenze ohmica, di trasferimento di carica e di trasferimento di massa, senza modificare l’impianto elettrolitico esistente e integrandosi con alimentatori DC standard.
Applicazioni principali
Serve a valutare prestazioni e degradazione delle celle (anche stack fino a 8 unità), ottimizzare materiali e condizioni operative, monitorare la salute delle celle e supportare R&D per efficienza nella produzione di idrogeno, in ambienti rumorosi ad alta corrente.
Un esempio concreto di ottimizzazione dei materiali con ALDAS-Mini coinvolge la ricerca su catalizzatori, membrane o elettrodi in celle di elettrolisi come PEMEC* o AEM*.
Scenario Dettagliato
In un test di laboratorio, si confrontano celle con diversi catalizzatori (es. IrO2 vs RuO2-based) o membrane (es. Nafion vs alternative low-cost) in uno stack di fino a 8 celle, applicando correnti da 20 a 500 A con alimentazione DC esistente.
L’ALDAS-Mini genera in tempo reale diagrammi di Nyquist e curve I-V, quantificando resistenze ohmica (Rs, legata a membrane conduttive), di trasferimento di carica (Rct, influenzata da catalizzatori) e di trasferimento di massa (Rmt, da diffusione gas). Ad esempio, una Rct più bassa indica un catalizzatore superiore, riducendo perdite e migliorando efficienza al 10-20% in più a densità elevate, guidando la selezione del materiale ottimale per lifespan più lunghi.
Principali vantaggi
Questo sistema permette diagnosi non-invasive su materiali (es. catalizzatori Ir/Ru-free), accelerando sviluppo per efficienza >70% e compliance standard UE su idrogeno verde.
*NOTE SU PEMEC e AEM:
Con PEMEC si intende Proton Exchange Membrane Electrolysis Cell, una cella elettrolitica che usa una membrana a scambio protonico (es. Nafion) per condurre protoni dall’anodo al catodo durante la produzione di idrogeno da acqua, con catalizzatori nobili come Ir/Pt.
Con AEM si indica Anion Exchange Membrane, una variante con membrana che trasporta anioni (OH-) in ambiente alcalino diluito, evitando metalli preziosi e riducendo costi, ma con densità di corrente inferiori (1-2 A/cm² vs >2 A/cm² PEM).
