Mi a különbség az AE és a PEM között a hidrogéngyártáshoz?

Egyenárammal a vízmolekulák széthasadnak, így oxigén és hidrogén keletkezik, amelyek azután elválik az elektrolitikus cella anódjától, illetve katódjától. Ezt a folyamatot vízelektrolízisnek nevezik. A vízi elektrolízis során a hidrogéntermelést gyakran lúgos vízelektrolízisre (AE), protoncserélő membrános (PEM) vízelektrolízisre és magas hőmérsékletű szilárd oxidos vízelektrolízisre osztják, az elektrolizáló membrán (SOEC) különböző anyagaitól függően.

Az azbeszt alkotja a lúgos víz elektrolízissel működő hidrogéngeneráló elektrolizátor membránjának nagy részét, amely a gázokat leválasztja. Fémötvözetek, például Ni-Mo ötvözet stb., amelyek a vizet lebontva hidrogént és oxigént állítanak elő, a katód és az anód nagy részét alkotják. Az ipari lúgos vizes elektrolizátorok általában KOH-oldatot használnak elektrolitként; tömeghányaduk 20 százalék és 30 százalék között van; üzemi hőmérsékletük 70 fok és 80 fok között van; üzemi áramsűrűségük 0,25 A/cm2 körül van; és gáznyomásuk 0,1 MPa és 3,0 MPa között van. A hatásfok 62 százalék és 82 százalék között mozog. A hidrogén lúgos vizes elektrolízissel történő előállításának technológiája jól fejlett, alacsony indítási és üzemeltetési költséggel jár, de vannak olyan hátrányai, mint a lúgveszteség, a korrózió és a magas energiafelhasználás. A lúgos víz elektrolízises hidrogéntermelése a vízelektrolizáló berendezések fejlesztésével kapcsolatos hazai és nemzetközi kutatások középpontjában áll.

A PEM vízelektrolizátor fő alkotóelemei a protoncserélő membrán, a katód és anód katalitikus réteg, a katód és anód gázdiffúziós réteg, a katód és anód véglemezek stb. belülről kifelé. Közülük a diffúziós réteg, a katalitikus réteg és a protoncserélő membrán alkotja a membránelektródát, amely a teljes vízelektrolizátor anyagátvitelének és elektrokémiai reakciójának fő helye. A PEM vízelektrolizátor teljesítményét és élettartamát közvetlenül befolyásolja a membránelektróda tulajdonságai és szerkezete.

Összehasonlítva a lúgos víz elektrolízissel végzett hidrogéntermeléssel, a PEM víz elektrolízis hidrogéntermelése nagyobb üzemi áramsűrűséggel, nagyobb általános hatékonysággal és magasabb hidrogéngáz-frakcióval, nagyobb gáztermelési nyomással, gyorsabb dinamikus válaszsebességgel rendelkezik, és képes alkalmazkodni a megújuló energiatermelés ingadozásaihoz. , ez egy nagyon ígéretes víz-elektrolízises hidrogéngyártási technológia. Jelenleg a PEM vízelektrolízises hidrogéntermelési technológiát olyan területeken demonstrálták és fokozatosan népszerűsítették, mint például a hidrogéntöltő állomásokon történő hidrogéntermelés, a víz elektrolízise a megújuló energiaforrásokból, például szélenergiából származó hidrogén előállításához, és az energiatárolás.