Koje su razlike između AE i PEM za proizvodnju vodika?

Pomoću istosmjerne struje, molekule vode se razdvajaju kako bi proizvele kisik i vodik, koji se zatim odvajaju od anode i katode elektrolitičke ćelije. Ovaj proces je poznat kao elektroliza vode. Proizvodnja vodika elektrolizom vode često se dijeli na elektrolizu alkalne vode (AE), elektrolizu vode s membranom za izmjenu protona (PEM) i visokotemperaturnu elektrolizu vode s čvrstim oksidom, ovisno o različitim materijalima dijafragme elektrolizatora (SOEC).

Azbest čini većinu dijafragme elektrolizatora za proizvodnju vodika alkalnom vodenom elektrolizom, koja odvaja plinove. Metalne legure, kao što je Ni-Mo legura, itd., koje razgrađuju vodu za proizvodnju vodika i kisika, čine većinu katode i anode. Industrijski elektrolizatori za alkalnu vodu obično koriste otopinu KOH kao svoj elektrolit; njihov maseni udio kreće se od 20 posto do 30 posto ; njihova radna temperatura je 70 stupnjeva do 80 stupnjeva; njihova radna gustoća struje je oko 0,25 A/cm2; a tlak plina im se kreće od 0,1 MPa do 3,0 MPa. Učinkovitost se kreće od 62 posto do 82 posto. Tehnologija za proizvodnju vodika elektrolizom alkalne vode dobro je razvijena i ima niske troškove pokretanja i rada, ali ima nedostatke kao što su gubitak lužine, korozija i velika potrošnja energije. Proizvodnja vodika alkalnom elektrolizom vode u središtu je domaćih i međunarodnih istraživanja o razvoju opreme za elektrolizu vode.

Glavne komponente PEM vodenog elektrolizatora su membrana za izmjenu protona, katalitički sloj katode i anode, sloj difuzije plina katode i anode, krajnje ploče katode i anode, 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 elektrokemijsku reakciju cijelog elektrolizatora vode. Na performanse i životni vijek PEM elektrolizatora vode izravno utječu svojstva i struktura membranske elektrode.

U usporedbi s proizvodnjom vodika elektrolizom alkalne vode, proizvodnja vodika elektrolizom vode PEM ima veću radnu gustoću struje, veću ukupnu učinkovitost i veći udio plinovitog vodika, viši tlak proizvodnje plina, bržu dinamičku brzinu odziva i može se prilagoditi fluktuaciji proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora , smatra se vrlo obećavajućom tehnologijom proizvodnje vodika elektrolizom vode. Trenutno je PEM tehnologija proizvodnje vodika elektrolizom vode demonstrirana i postupno promovirana u područjima kao što su proizvodnja vodika na licu mjesta na postajama za punjenje vodikom, elektroliza vode za proizvodnju vodika iz obnovljivih izvora energije kao što je energija vjetra i skladištenje energije.