Koje su razlike između AE i PEM za proizvodnju vodonika?

Pomoću jednosmjerne struje, molekule vode se razdvajaju kako bi se proizveo kisik i vodik, koji se zatim odvajaju od anode i katode elektrolitičke ćelije, respektivno. Ovaj proces je poznat kao elektroliza vode. Proizvodnja vodonika elektrolizom vode često se dijeli na elektrolizu vode u alkalnoj vodi (AE), elektrolizu vode na membrani za protonsku izmjenu (PEM) i elektrolizu vode na visokoj temperaturi u čvrstom oksidu ovisno o različitim materijalima dijafragme elektrolizera (SOEC).

Azbest čini većinu dijafragme elektrolizera za proizvodnju vodika za elektrolizu alkalne vode, koji razdvaja plinove. Metalne legure, kao što je Ni-Mo legura, itd., koje razgrađuju vodu da bi proizvele vodonik i kiseonik, čine većinu katode i anode. Industrijski elektrolizatori alkalne vode obično koriste otopinu KOH kao svoj elektrolit; njihov maseni udio se kreće od 20 posto do 30 posto; njihova radna temperatura je 70 stepeni do 80 stepeni; njihova gustina radne struje je oko 0,25 A/cm2; a njihov pritisak gasa se kreće od 0,1 MPa do 3,0 MPa. Efikasnost se kreće od 62 posto do 82 posto. Tehnologija za proizvodnju vodika putem elektrolize alkalne vode je dobro razvijena i ima niske troškove pokretanja i rada, ali ima nedostatke kao što su gubitak lužine, korozija i velika potrošnja energije. Proizvodnja vodonika elektrolizom alkalne vode je fokus domaćih i međunarodnih istraživanja o razvoju opreme za elektrolizer vode.

Glavne komponente PEM vodenog elektrolizera su membrana za izmjenu protona, katodni i anodni katalitički sloj, katodni i anodni plinski difuzijski sloj, katode i anodne završne ploče, itd. iznutra prema van. Među njima, difuzijski sloj, katalitički sloj i membrana za izmjenu protona čine membransku elektrodu, koja je glavno mjesto za prijenos materijala i elektrokemijske reakcije cijelog elektrolizera vode. Na performanse i životni vek PEM vodenog elektrolizera direktno utiču svojstva i struktura membranske elektrode.

U poređenju sa proizvodnjom vodonika elektrolizom alkalne vode, proizvodnja vodonika elektrolizom PEM ima veću gustinu radne struje, veću ukupnu efikasnost i veću frakciju gasovitog vodonika, veći pritisak proizvodnje gasa, bržu brzinu dinamičkog odziva i može se prilagoditi fluktuaciji proizvodnje energije iz obnovljivih izvora , smatra se vrlo obećavajućom tehnologijom proizvodnje vodika elektrolizom vode. Trenutno je tehnologija proizvodnje vodonika PEM elektrolizom vode demonstrirana i postupno promovirana u poljima kao što su proizvodnja vodonika na licu mjesta na stanicama za dopunu vodonika, elektroliza vode za proizvodnju vodonika iz obnovljivih izvora energije kao što je energija vjetra i skladištenje energije.