Тест по теме Электролиз ЕГЭ химия

По-видимому, в ближайшем будущем методы получения водорода с использованием углеродного сырья будут основными. Однако сырьевые и экологические ограничения процесса паровой конверсии метана стимулируют разработку процессов производства водорода из воды. Среди способов получения водорода из воды наибольший интерес в контексте атомно-водородной энергетики представляют электролиз, термохимические и термоэлектрохимические циклы.

Впервые электролитическое разложение воды на кислород и водород осуществлено в 1800 г., а промышленное освоение этого метода началось с 1888 г., когда стали доступны генераторы постоянного тока. Электролиз воды является наиболее перспективной технологией получения водорода в будущем, хотя в настоящее время из-за высокой стоимости доля этого метода в мировом производстве водорода не превышает 5% (рис. 4.1). Наиболее привлекательными особенностями электролизной технологии являются экологическая чистота (разумеется, при условии, что производство первичной энергии не сопряжено с загрязнением окружающей среды), возможность создания установок с широким диапазоном производительности (от нескольких литров до сотен м³ водорода в час), простота эксплуатации и удобство в работе, высокая чистота производимого водорода и наличие ценного побочного продукта — газообразного кислорода. Метод нашел широкое применение в ряде стран, обладающих значительными ресурсами дешевой гидроэнергетики. Наиболее крупные электрохимические комплексы находятся в Канаде, Индии, Норвегии, Египте.

Из различных методов разложения воды (электрохимический, термический, термохимический, биохимический, фотохимический и др.) технически наиболее разработан электролитический метод, который позволяет производить водород с полезным использованием затрачиваемой электрической энергии примерно 70%. При дальнейшем усовершенствовании процесса теоретически возможно увеличение этого показателя до 80%, а при высокотемпературном электролизе и до 80-90 %.

В настоящее время существуют три способа реализации электролизной технологии производства водорода, отличающиеся типом используемого электролита и условиями проведения электролиза.

Таблица 4.3

Способы реализации электролизной технологии производства водорода

Щелочной электролиз — процесс прохождения электрического тока через раствор электролита (20-30 % раствор КОН или NaOH) от анода к катоду, вследствие чего на них соответственно образуются газы водород и кислород:

Особенность процесса щелочного электролиза — возможность работать в широких пределах нагрузки (начиная с 20% от номинальной мощности). Основными производителями являются: Stuart IMET, The Electrolyser Corporation Ltd, Norsk Hydro, DeNora, НПО «Уралхиммаш» и др.

К исследованиям, направленным на усовершенствование традиционного процесса электролиза воды и повышения его экономичности, можно отнести разработку электролизёров с твердо-полимерным электролитом (ТПЭ). Данный метод производства водорода исторически связан с появлением перфторированной ионообменной мембраны «Нафион» фирмы DuPont. Первые электролизёры с ТПЭ были созданы в 1966 г. компанией General Electric. Такие изделия предназначались для специальных целей

(космические корабли, подводные лодки и т. п.), а также для нужд гражданской индустрии.

В настоящее время областями применения электролизёров с ТПЭ, помимо использования произведенных ими газов в топливных элементах, являются: аналитическое приборостроение (оборудование для газовой хроматографии, обеспечение водородом лабораторий), системы коррекции водно-химического режима атомных реакторов, водородная сварка, производство особо чистых веществ для электронной промышленности и т. п. Водород также широко используется в различных химических технологических процессах, например, аммиака, при гидрировании органических соединений. При этом производимый кислород, помимо его использования для дыхания (например, в медицине), может быть применен в некоторых областях промышленной энергетики, таких как различные процессы горения, производство полупроводников, выплавка стекла, обработка твердых бытовых отходов и сточных вод, а также газификация угля. Необходимо отметить, что при некоторых условиях, помимо производства водорода и кислорода, в процессе электролиза воды с ТПЭ может выделяться озон.

Мембрана таких электролитов — беспористая полимерная на основе перфторированного углерода обладает механической прочностью, химической стойкостью и высокой электропроводностью. Переносчик заряда в таких мембранах является гидратированный протон:

ТПЭ электролизёры в 5-7 раз дороже водно-щелочных с аналогичными характеристиками, но при этом экологически чистые, имеют значительно меньшие массогабаритные характеристики и энергозатраты, повышенный уровень безопасности, возможность работы в нестационарных режимах, простое обслуживание, и в дополнение ко всему, можно получить компримированные газы (до 30 атм. и более) непосредственно в электролизёре. Важной особенностью систем электролиза воды с ТПЭ является то, что чистота производимого водорода (а также кислорода) соответствует качеству газов, необходимых для использования в топливных элементах с ТПЭ, которые сегодня начинают внедряться на транспорте и в децентрализованной энергетике (например, чистота водорода, полученного электролизом с ТПЭ, составляет не менее 99,98%). Но и сами электролизные системы на основе ТПЭ предъявляют жесткие требования к чистоте подаваемой воды.

На сегодняшний день основными производителями электролизёров с ТПЭ являются: в США Hamilton Sundstrand, Proton Energy Systems Inc. (электролизёры, работающие под давлением до 28 атм, производительностью по водороду до 26 м³/ч с возможной комбинацией электролизёров в энергоустановку производительностью 260 м³/ч), Membrel process, David Systems and Technology, Iwani; в Германии H-tec (электролизёры мощностью до 10 кВт). Исследования и разработка электролизёров с ТПЭ проводятся в Норвегии (Norwegian University of Science and Technology), а также в Японии (Matsushita Electric Works, Ltd. и Fuji Electric Co., Ltd.). Так, например, определенный прогресс был достигнут в рамках Японской программы WE-NET (элемент с площадью 2500 см² рабочим напряжением (U) 1,556 В при 80 °С и плотности тока (г) 1 А/см² с эффективностью преобразования энергии 95,1 %, что объясняется близостью к равновесному потенциалу 1,48 В. Это позволяет говорить о дальнейшем увеличении удельной производительности и снижении цены. Во Франции работы по исследованию электролиза с ТПЭ были начаты в 1985 г. Были разработаны системы мощностью 0,5 кВт, предназначенные, в основном, для обеспечения кислородом подводных лодок и космических аппаратов.

Рис. 4.2. Принципиальная схема электролизной ячейки с ТПЭ

В России одну из лидирующих позиций в разработке и производстве систем электролиза воды с ТПЭ занимает ИВЭПТ ФГУ РНЦ «Курчатовский институт». За более чем 20 лет работы в этом направлении созданы электролизёры различной производительности с рабочим давлением до 30 атм. Так, например, разработаны электролизёры с производительностью по водороду до 100 м³/ч, работающие под давлением до 30 атм. К настоящему моменту в ФГУ РНЦ «Курчатовский институт» накоплен значительный опыт по проектированию и изготовлению опытных и мелкосерийных образцов, имеются конструкторские и технологические разработки для изготовления элементов конструкции (мембранно-электродных блоков, коллекторов тока, биполярных пластин, уплотнительных элементов и т.д.). Разработаны электрокатализаторы на носителях, смешанные оксидные каталитические композиции, позволяющие снизить расход металлов платиновой группы без уменьшения ресурса. При этом показано, что активность композиции с 40-50 ат. %

Ru0₂ сравнима с активностью чистого 1г0₂, а параметры электролиза с анодным электрокатализатором в виде Ru0₂ (30%) 1г0₂ (32%)

Sn0₂ (38%) при расходе платиновых металлов 0,8 мг/см³ практически сходны с параметрами электролиза с иридиевым анодным электрокатализатором и расходом 1,5-2,0 мг/см³ (рис. 4.2).

Также довольно хорошие характеристики имеет электролизёр с катодным катализатором на основе Pd (включая Pd на углеродном носителе).

Рабочие характеристики электролизёров:

• — энергозатраты 3,9-4,1 кВт • ч/м³ водорода при i = 1 А/см² и t = 90 °С и напряжении на ячейке U = 1,65-1,72 В;
• — чистота водорода > 99,98%;
• — выход по току для водорода > 98% при 1 А/см²;
• — рабочее давление до 30 атм. (ведется разработка электролизёров, работающих под давлением до 50 атм.);
• — расход благородных металлов 0,3-1,0 мг/см³ на катоде и 1,5- 2,0 мг/см³ на аноде;
• — ресурс работы до 10000 ч.

Как уже отмечалось, существенным является возможность проведения электролиза воды с ТПЭ при повышенных давлениях. Исследования показали, что при проведении процесса электролиза при повышенном давлении (до 30 атм.) наблюдается улучшение вольт-амперной характеристики при рабочих плотностях тока по сравнению с электролизом при атмосферном давлении. Это обусловлено, в первую очередь, снижением анодного перенапряжения. Так, при плотности тока 2 А/см² на видимую поверхность напряжение электролиза уменьшается на 70-80 мВ. Кроме того, повышенное давление позволяет проводить электролиз при температуре выше 100 °С, тем самым снижая энергозатраты за счет уменьшения сопротивления мембраны и снижения перенапряжения. В частности, при температуре 120 °С и давлении 25 атм. при плотности тока 1 А/см² видимой поверхности напряжение на ячейке составило 1,64 В. Теоретический анализ позволяет предполагать, что увеличение давления приводит к уменьшению объема пузырьков газа, выделяющегося в процессе электролиза, что, в свою очередь, способствует улучшению транспорта воды, уменьшению омических потерь в каталитическом слое и улучшению электрического контакта между каталитическим слоем и коллектором тока.

Несмотря на большой объем исследований и разработок в области электролизёров с ТПЭ, высокая стоимость мембраны (около 200 долл, на 1 м³/ч водорода при 1 А/см²), электрокатализатор с применением драгметаллов (Pt, Ir, Ru), высокие требования к чистоте воды и конструкционных материалов (в основном, Ti) приводят к относительно высокой стоимости такого типа электролизёров. С другой стороны, стоимость производимого методом электролиза водорода обычно приблизительно на 70% состоит из стоимости электричества, поэтому снижение энергопотребления электролизёрами с ТПЭ позволяет иметь высокие капитальные затраты. Оценка, сделанная исходя из одного и того же срока службы (около 5 лет), показывает, что стоимость водорода, произведенного методом электролиза с ТПЭ, даже меньше, чем стоимость водорода, произведенного методом щелочного электролиза, особенно если принять во внимание стоимость зданий, вспомогательного оборудования, очистки водорода и утилизацию щелочного раствора.

Очевидно, достаточно существенное снижение цены возможно при увеличении масштабов производства и усовершенствовании конструкции электролизёров. Однако изначально высокая стоимость таких электролизёров являлась препятствием для развития их производства.

Необходимо отметить, что при производстве электролизёров с ТПЭ используются те же материалы и технологии, что и для топливных элементов с ТПЭ (например, те же мембраны, электрокатализаторы на основе металлов Pt-группы, схожие технологии их синтеза и нанесения и т.д.). С этой точки зрения существуют реальные предпосылки для снижения стоимости электролизёров с ТПЭ, связанные с началом широкомасштабного производства топливных элементов с ТПЭ. Так, например, уже сегодня крупнооптовая цена мембраны Nation может быть снижена до 200 долл./м² и ожидаемая цена в ближайшем будущем составит менее 200 долл./м² (или 50 долл, за 1 м³/час производимого водорода при i =1 А/см²).

Анализ литературных данных и экспериментальных результатов, полученных авторами, позволяет сделать вывод о том, что в ближайшем будущем ожидается значительное развитие производства электролизёров с ТПЭ, и их стоимость будет приближаться к стоимости щелочных электролизёров. Таким образом, высокоэффективные электролизёры с ТПЭ могут стать очень полезными для децентрализованного производства водорода, его использования в транспортных средствах и энергоустановках на основе топливных элементов.

Высокотемпературный электролиз водяного пара проводится в ячейках с твердым электролитом на основе оксидов циркония, модифицированных добавками 10-15% (мол.) оксидов некоторых элементов для увеличения его электропроводимости. К таким оксидам относятся оксиды кальция, иттрия, иттербия, селена, ванадия. Подобный электролит обладает униполярной проводимостью; ток через него переносится ионами кислорода, образующимися при диссоциации воды и выделении водорода на катоде по выражениям:

Водород отводится из катодного пространства вместе с неразложившим- ся паром.

Принципиальная схема ячейки высокотемпературного электролиза водяного пара приведена на рис. 4.3. Ячейка электролизёра состоит из электролитической трубки небольшого диаметра (—10 мм) с определенным числом электродов (например, 20 шт.), расположенных на внутренней (катоды) и наружной поверхности трубки (аноды). Отдельные электролитические элементы соединены между собой в серию при помощи проводников первого рода, размещенных в твердом электролите.

Рис. 4.3. Принципиальная схема ячейки для высокотемпературного электролиза водяного пара с коаксиальным расположением электродов: 1 — катодное пространство ячейки; 2 — катод; 3 — твердый электролит на основе оксидов циркония; 4 — анод; 5 — анодное пространство ячейки

В качестве катода может быть использован никель с добавкой 10% (мол.) циркония, в качестве анода — кобальтит лантана и празеодима. Жесткие условия работы затрудняют подбор достаточно стойких в условиях анодной поляризации материалов для анода и создание надежной ячейки анод-электролит-катод, выдерживающих изменение температуры от комнатной до рабочей температуры электролиза.

При реализации этого процесса создается возможность резкого сокращения расхода электроэнергии на производство электролитического водорода путем замены части ее тепловой энергией, например, от ядерного реактора. Лучшее использование тепловой энергии достигается на комбинированной установке, сочетающей высокотемпературный электролиз с энергетической системой для утилизации тепла в паровом котле и турбогенераторе. Процесс электролиза водяного пара можно проводить при значительно более низком напряжении по сравнению с электролизом водных растворов.

При высокотемпературном электролизе практически напряжение выше терморавновесного и часть расходуемой на разложение электрической энергии превращается в тепло.

Реальное напряжение на ячейке вследствие потерь на необратимые процессы всегда будет выше и зависит от используемой плотности тока:

Электролизёр с твердым оксидным электролитом может работать только в стационарном режиме; по крайней мере, в ходе эксплуатации следует избегать многочисленных циклов «пуск/остановка», сопряженных с циклическими изменениями температуры рабочих ячеек. Такие электролизёры существуют только в экспериментальных и опытно-промышленных образцах. Перспективны для получения электроэнергии в крупных стационарных установках.

Независимо от способа реализации основной вклад в стоимость водорода, производимого методом электролиза (70-90 %), вносят затраты на электроэнергию. Так что, в отличие от рассмотренного метода получения водорода из природного газа, при увеличении производительности электролизной установки цена водорода существенно снижаться не будет, и основным фактором, определяющим конкурентоспособность электролизёра, будет не стоимость, а эффективность его работы (КПД). В то же время при наличии дешевой электроэнергии (например, в «провальные» периоды ее потребления) электролитическое производство водорода может стать рентабельным.

При электролизе вода разлагается на водород и кислород. И тот, и другой газ находят широкое применение в современной промышленности, однако наиболее ценным продуктом из них является водород. Кислород может быть получен практически в неограниченных количествах низкотемпературным выделением из воздуха.

Рис. 4.4. Электролизёр — оборудование для производства водорода из воды

При современном состоянии техники электролиза воды и экономики производства водорода электрохимический метод получения водорода и кислорода для крупных потребителей не может конкурировать с химическими методами, его доля в получении водорода уменьшилась. Если в 1937 г. электролизом воды было получено 16 % водорода от мирового производства, то в 1965 г. этим методом было получено 1,4 млрд м³, что составляет только 1 % общей его выработки в мире. В настоящее время он является рентабельным для потребителей, предъявляющих высокие требования к чистоте водорода и кислорода, для установок малой мощности, а также при наличии очень дешевой электроэнергии и отсутствии запасов углеводородного сырья.

Получение водорода и кислорода электролизом воды осуществляется по сравнительно простой технологической схеме. Подготовка сырья — чистой воды — и первичная переработка водорода и кислорода, получающихся при электролизе (охлаждение, очистка от щелочного тумана, осушка), не требуют сложного оборудования.

Электролиз воды протекает по общему суммарному выражению:

Для получения водорода электролизом воды используют дистиллированную или обессоленную природную воду, что позволяет избежать накопления в электролите различных примесей. Однако несмотря на эти предосторожности, в электролите при длительной работе накапливаются примеси, содержащиеся (хотя и в небольшом количестве) в питательной воде или появляющиеся в нем в результате коррозии деталей электролизёров. Обычными примесями к электролиту являются COf~, Cl/SO^SiO^’, железо, продукты разрушения металлических деталей электролизёра и диафрагмы.

Удельная электропроводимость обычной водопроводной воды невелика и близка к 10^-1 Ом/м, а очень чистой дистиллированной воды — около 4 • 10′⁶ Ом/м. Для увеличения удельной электропроводимости воды при электролизе применяют водные растворы электролитов — кислот, щелочей, солей.

В промышленности в настоящее время используют практически только щелочные электролиты: водные растворы едкого кали или едкого натра. Другие электролиты (растворы некоторых солей или кислот) иногда применяются в специальных электролитических установках.

При электролизе в электролит, то есть в токопроводящую среду (классический вариант — вода с небольшим количеством щелочи), помещают два электрода и подводят к ним напряжение. Однако в установках, работающих по этому принципу, для получения одного кубометра водорода требуется 4-5 киловатт-часов электроэнергии, что довольно дорого — производство эквивалентного по теплотворной способности количества бензина обходится втрое дешевле. Причем при электролизе большая часть электроэнергии теряется в виде выделения тепла при протекании тока через электролит.

Реальная возможность создания экономичных электролизёров появилась после появления твердых беспористых полимерных мембран, обладающих во влажном состоянии высокой электропроводностью. Используя их вместо классического электролита, мы можем существенно уменьшить тепловые потери. Однако такие мембраны дают кислую реакцию, и это приводит к коррозии контактирующих электродов. Для предотвращения этого нежелательного процесса мембраны покрывают тонким слоем платины или других редких металлов, что значительно повышает стоимость оборудования. Правда, уже начались разработки с целью получения твердополимерных электролизёров, без драгоценных металлов. Если удастся найти приемлемое решение, у электролиза появятся большие перспективы.

Для получения водорода из воды при электролизе требуется как минимум столько же энергии, сколько ее выделяется при сгорании водорода. Однако не вся эта энергия должна поступать в виде электроэнергии — можно использовать в электролизёрах и тепловую энергию воды. Чем выше ее температура, тем больше вклад тепловой и меньше электрической энергии. В ряде случаев это сулит немалую выгоду: можно использовать тепло от любого источника, скажем, от ядерного реактора. Особенно значительна экономия электроэнергии при температурах воды в районе тысячи градусов, однако в этих условиях сама вода переходит в пар, и снова потребуется твердый термостойкий электролит. Весьма жесткие требования предъявляются в этом случае и к электродным материалам: они должны обладать высокой коррозионной стойкостью, механической прочностью и иметь термический коэффициент расширения, близкий к твердому электролиту.

Высокотемпературные электролизёры на основе циркониевой керамики разрабатывают сейчас в различных лабораториях мира, но, несмотря на значительные успехи в этом направлении, пока не появился промышленный аппарат, в котором вода разлагалась бы с использованием теплоты от внешнего источника.

Если же такие электролизёры появятся, один недостаток у этого метода, по-видимому, останется: малая удельная производительность установок — сегодня не более 0,5 литра водорода в час с одного см³. Это количество определяется самим характером электрохимических реакций, протекающих только на поверхности электродов.

Для предотвращения или уменьшения коррозии деталей электролизёров при приготовлении электролита применяют только чистые КОН или NaOH, обычно получаемые электролизом растворов хлоридов щелочных металлов методом с ртутным катодом.

В процессе электролиза происходят небольшие потери электролита, и при длительной работе устанавливаются стационарные концентрации примесей в результате равновесия между количествами примесей, поступающих в электролизёр и теряемых с электролитом. Предельное содержание растворимых в электролите и не разрушающихся в процессе электролиза примесей можно вычислить по уравнению

где С„ — содержание примеси в питательной воде, г/л; С, — то же, в свежем растворе электролита, подаваемого в аппарат для пополнения потерь щелочи, г/л; С_к— равновесное содержание примесей в растворе электролита, г/л; С — концентрация щелочи в электролите, г/л; Р — расход питательной воды на единицу выработанного газа, л; b — потери щелочи на единицу выработанного газа, г.

При питании электролизёра дистиллированной или обессоленной водой содержание посторонних ионов в электролите обычно очень невелико и не превышает для всех примесей (исключая карбонаты) 1-5 г/л. Содержание карбонатов может достигать нескольких десятков граммов на 1 л раствора. Особенно высоким оно может быть в том случае, если имеется постоянный контакт электролита с воздухом.

В процессе электролиза в кислых растворах на катоде происходит разряд ионов водорода с образованием атомарного водорода и последующей рекомбинацией его в молекулярный по каталитическому или электрохимическому механизму в зависимости от материала катода и условий проведения электролиза:

В щелочных растворах, где концентрация ионов водорода очень мала, и в кислых растворах при очень высоких плотностях тока недостаток ионов водорода у катода должен восполняться за счет прямого разряда молекул воды с образованием атомарного водорода и иона ОН’ с последующей рекомбинацией атомарного водорода в молекулярный:

Многочисленные работы, в которых сделана попытка дать технико-экономическую оценку путей развития производства водорода на ближайшие годы, свидетельствуют о перспективности разрабатываемых электрохимических методов. В перспективе можно ожидать, что параллельно с разработкой термических, термохимических, биохимических и других методов получения водорода из воды, начнутся интенсивные работы по усовершенствованию существующих и созданию новых более экономичных методов электролитического разложения воды на базе электрической энергии станций, работающих на атомной энергии.

Электролиз воды под давлением представляет большой технический интерес. При разложении 1 л воды образуется ~ 1242 л водорода и 621 л кислорода, что позволяет при проведения электролиза в закрытом сосуде увеличить давление примерно в 1800 раз.

Проведение электролиза под давлением было предложено еще в конце XIX в., когда процесс электролиза воды начал использоваться в промышленности. Несмотря на большое число работ и многочисленные варианты конструкций для электролиза при повышенном давлении, в течение долгого времени промышленное применение находил только процесс электролиза при атмосферном давлении. Впервые электролиз воды под давлением нашел применение в нашей стране в 30-х годах XX в., когда были построены установки с электролизёрами ЭФ для работы под избыточным давлением до 10 • 10⁵-15 • 10⁵ Па. В 50-х годах фирма Лурги (ФРГ) выпустила электролизёры для работы под давлением до 30 • 10⁵-40 • 10⁵ Па. В настоящее время в промышленности используются электролизёры, работающие под сравнительно невысоким давлением (10-40) • 10⁵ Па; рассматривается вопрос о создании установок для работы под более высоким давлением — (100-200) • 10⁵ Па.

Проведение процесса электролиза воды под давлением упрощает производственную схему, так как позволяет отказаться от установки газгольдеров и компрессоров. При этом сразу получают водород и кислород под давлением, без затраты дополнительной энергии на компримирование (сжатие) газов.

Экономия электроэнергии, затрачиваемой на компримирование газов в случае электролиза под давлением, с учетом коэффициента полезного действия компрессорной установки в производстве газов под давлением 10 -10⁵, 100 -10⁵ и 200 -10⁵ Па составляет соответственно 0,11; 0,21 и 0,23 кВт-ч/(1 м³Н₂ 0,5 м³ 0₂), а в пересчете на напряжение наячей- ке 0,075; 0,142 и 0,156 В.

Следует отметить, что особенно большая экономия электроэнергии на компримирование достигается при работе под сравнительно небольшим давлением — до 30-10⁵-50-10⁵ Па. При дальнейшем повышении давления экономия возрастает не так сильно.

При использовании электролиза под давлением наибольшие преимущества получают при переходе от атмосферного давления к давлениям (10-50) • 10⁵ Па. Такое давление устраивает наибольшее число потребителей. Если же требуется давление (200-1000) • 10⁵ Па, экономически выгоднее вести процесс электролиза под средним давлением и дополнительно компримировать полученные газы до нужного давления.

Конструкция электролизёров, работающих при давлении 10 • 10⁵-50 • 10⁵ Па, решена без чрезмерного увеличения затрат металла на изготовление и усложнения схемы регулирования давления газов. Дальнейшее повышение рабочего давления потребует разработки новых конструкций и схем регулирования работы электролизёров. Технико-экономические расчеты не указывают на заметные преимущества при применении электролизёров под давлением 200 • 10⁵ Па по сравнению с электролизёрами под давлением 20 • 10⁵ Па.

Проведение электролиза под давлением позволяет уменьшить напряжение на ячейке и соответственно снизить расходы электрической энергии по сравнению с электролизом при атмосферном давлении. Потери напряжения в электролите с ростом давления уменьшаются вследствие снижения газонаполнения (уменьшения объема газов под давлением). Электропроводимость чистого электролита с ростом давления незначительно увеличивается, а газонаполненного снижается, что объясняется повышением растворения газов в электролите. При проведении электролиза под повышенным давлением возрастают требования к конструкциям электролизёров и материалам для их изготовления, расход которых увеличивается. Повышаются требования к диафрагме и устройствам для регулирования давления водорода и кислорода по обе ее стороны.

Электролиз воды осуществляется в большом числе промышленных установок, работающих как при атмосферном давлении, так и под давлением 10 • 10⁵~40 • 10⁵ Па. Только в нашей стране на различных установках работает более тысячи электролизёров типа ЭФ и СУ под давлением 10 • 10⁵—15 • 10⁵ Па.

Производство водорода электролизом воды на основе современных технологий оценивается по затратам от 3 до 20 долл, за ГДж в зависимости от стоимости электроэнергии и капитальных вложений в электролизёры.