Kakšne so razlike med AE in PEM za proizvodnjo vodika?

S pomočjo enosmernega toka se molekule vode razdelijo narazen, da nastanejo kisik in vodik, ki se nato ločita od anode oziroma katode elektrolitske celice. Ta proces je znan kot elektroliza vode. Proizvodnja vodika z elektrolizo vode se pogosto loči na elektrolizo z alkalno vodo (AE), elektrolizo vode s protonsko izmenjevalno membrano (PEM) in elektrolizo vode z visoko temperaturo trdnega oksida, odvisno od različnih materialov diafragme elektrolizatorja (SOEC).

Azbest sestavlja večino diafragme elektrolizerja za proizvodnjo vodika z alkalno vodno elektrolizo, ki ločuje pline. Kovinske zlitine, kot je Ni-Mo zlitina itd., ki razgradijo vodo, da proizvedejo vodik in kisik, sestavljajo večino katode in anode. Industrijski elektrolizerji za alkalno vodo običajno uporabljajo raztopino KOH kot elektrolit; njihov masni delež se giblje od 20 odstotkov do 30 odstotkov; njihova delovna temperatura je 70 stopinj do 80 stopinj; njihova delovna gostota toka je okrog 0,25 A/cm2; in njihov plinski tlak se giblje od 0,1 MPa do 3,0 MPa. Učinkovitost se giblje od 62 do 82 odstotkov. Tehnologija za proizvodnjo vodika z elektrolizo alkalne vode je dobro razvita in ima nizke zagonske in obratovalne stroške, vendar ima pomanjkljivosti, kot so izguba luga, korozija in visoka poraba energije. Proizvodnja vodika z elektrolizo alkalne vode je v središču tako domačih kot mednarodnih raziskav o razvoju opreme za elektroliziranje vode.

Glavne komponente vodnega elektrolizatorja PEM so membrana za izmenjavo protonov, katodna in anodna katalitična plast, katodna in anodna plast za difuzijo plina, katodne in anodne končne plošče itd. od znotraj navzven. Med njimi difuzijska plast, katalitična plast in membrana za izmenjavo protonov tvorijo membransko elektrodo, ki je glavno mesto za prenos materiala in elektrokemično reakcijo celotnega elektrolizatorja vode. Na delovanje in življenjsko dobo vodnega elektrolizatorja PEM neposredno vplivajo lastnosti in struktura membranske elektrode.

V primerjavi s proizvodnjo vodika z elektrolizo alkalne vode ima proizvodnja vodika z elektrolizo vode PEM višjo gostoto delovnega toka, večjo splošno učinkovitost in večji delež vodikovega plina, višji tlak proizvodnje plina, hitrejšo hitrost dinamičnega odziva in se lahko prilagodi nihanju proizvodnje električne energije iz obnovljivih virov. , velja za zelo obetavno tehnologijo proizvodnje vodika z elektrolizo vode. Trenutno je bila tehnologija proizvodnje vodika z elektrolizo vode PEM predstavljena in postopoma promovirana na področjih, kot je proizvodnja vodika na kraju samem na bencinskih črpalkah za vodik, elektroliza vode za proizvodnjo vodika iz obnovljivih virov energije, kot je vetrna energija, in shranjevanje energije.