University of Oulu

Vedyn tuotanto elektrolyysillä

Saved in:
Author: Jääskö, Annika1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Environmental Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 0.6 MB)
Pages: 36
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202104247616
Language: Finnish
Published: Oulu : A. Jääskö, 2021
Publish Date: 2021-04-28
Thesis type: Bachelor's thesis
Description:

Tiivistelmä

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on tarkastella vedyn tuottamista eri elektrolyysimenetelmillä. Työssä käydään läpi myös vedyn käyttökohteita ja muita tuotantomenetelmiä elektrolyysin lisäksi. Työ on toteutettu kirjallisuusselvityksenä.

Vedyllä odotetaan olevan suuri rooli tulevaisuuden energiajärjestelmissä. Yhteiskunnan ja teollisuuden eri osa-alueiden irrottautuessa fossiilisista polttoaineista, uusiutuvien energiajärjestelmien tarve kasvaa. Vetyä ei kuitenkaan tavata maapallolla sellaisenaan, vaan sitä on tuotettava eri lähtöaineista kuten maakaasusta tai vedestä. Vetyä käytetään muun muassa vetyautojen polttokennoissa, energian- ja sähköntuotannossa sekä kemianteollisuudessa. Vetytalouden yleistyessä on tarvetta lisätä vedyn tuotantoa ja tuotantomenetelmiä. Elektrolyysi on ympäristöllisesti paras tapa tuottaa vetyä, koska menetelmällä saadaan tuotettua puhtainta vetyä. Vedyn muita tuotantomenetelmiä elektrolyysin lisäksi ovat höyryreformointi, hiilen ja biomassan kaasutus, termokemialliset syklit ja fotolyyttiset menetelmät.

Työssä käsitellään elektrolyysin toimintaperiaatetta ja tunnetumpia elektrolyysimenetelmiä. Elektrolyysissä käytetty sähköenergia muuntuu reaktiossa kemialliseksi energiaksi, jonka kantajana vety toimii. Tarkasteltavat elektrolyysimenetelmät ovat alkalielektrolyysi, PEM-elektrolyysi ja höyryelektrolyysi. Menetelmien tarkastelussa keskitytään niiden ominaisuuksiin, toimintaperiaatteisiin ja laitekonstruktioon.

Työssä käsitellään myös kestävän yhteiskunnan ulottuvuuksia ja millaisia vaikutuksia vedyllä on näihin. Vetytalouden vaikutuksia energiajärjestelmien ympäristölliseen, taloudelliseen ja sosiaaliseen kestävyyteen tarkastellaan. Lisäksi työssä käydään läpi Suomen vetytaloutta nykypäivänä ja sen mahdollisuuksia tulevaisuudessa.

Hydrogen production by electrolysis

Abstract

The aim of this work is to examine the production of hydrogen by different electrolysis methods. The work also examines the different uses of hydrogen and other hydrogen production methods in addition to electrolysis. The work has been completed as a literature review.

Hydrogen is expected to play a major role in future energy systems. As different sectors of society and industry break away from fossil fuels, the need for renewable energy systems increases. However, hydrogen is not found on Earth as it is, but must be produced e.g. through extraction from source materials that contain it, e.g. natural gas or water. Hydrogen is used in fuel cells, energy and electricity production and in the chemical industry. As the hydrogen economy becomes more common the need for hydrogen production and production methods grows. Electrolysis is environmentally the best way to produce hydrogen because the method produces the purest hydrogen. Other hydrogen production methods in addition to electrolysis include steam reforming, coal and biomass gasification, thermochemical cycles and photolytic processes.

This work deals with the operating principle of electrolysis and more known electrolysis methods. The electrical energy used in electrolysis is converted in the reaction into chemical energy, which is carried by hydrogen. The electrolysis methods considered are alkali electrolysis, PEM electrolysis and steam electrolysis. The review of the methods focuses on their characteristics, operating principles and configuration.

The work also examines the dimensions of a sustainable society and the effects of hydrogen on these. The effects of hydrogen economy on the sustainability of energy systems environmentally and also economic and social sustainability, are examined. In the addition, the work reviews the Finnish hydrogen economy today and its possibilities in the future.

see all

Subjects:
Copyright information: © Annika Jääskö, 2021. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.