Aké sú rozdiely medzi AE a PEM na výrobu vodíka?

Pomocou jednosmerného prúdu sa molekuly vody rozdeľujú na kyslík a vodík, ktoré sú potom oddelené od anódy a katódy elektrolytického článku. Tento proces je známy ako elektrolýza vody. Generovanie vodíka pri elektrolýze vody sa často delí na elektrolýzu alkalickej vody (AE), elektrolýzu vody s protónovou výmennou membránou (PEM) a elektrolýzu vody s vysokou teplotou pevných oxidov v závislosti od rôznych materiálov membrány elektrolyzéra (SOEC).

Azbest tvorí väčšinu membrány elektrolyzéra na generovanie vodíka pri alkalickej elektrolýze vody, ktorý oddeľuje plyny. Zliatiny kovov, ako je zliatina Ni-Mo atď., ktoré rozkladajú vodu na vodík a kyslík, tvoria väčšinu katódy a anódy. Priemyselné elektrolyzéry alkalickej vody zvyčajne používajú ako elektrolyt roztok KOH; ich hmotnostný podiel sa pohybuje od 20 percent do 30 percent; ich prevádzková teplota je 70 stupňov až 80 stupňov; ich hustota pracovného prúdu je okolo 0,25 A/cm2; a ich tlak plynu sa pohybuje od 0,1 MPa do 3,0 MPa. Účinnosť sa pohybuje od 62 percent do 82 percent. Technológia výroby vodíka prostredníctvom alkalickej elektrolýzy vody je dobre vyvinutá a má nízke počiatočné a prevádzkové náklady, má však nevýhody, ako sú straty lúhu, korózia a vysoká spotreba energie. Výroba vodíka pri alkalickej elektrolýze vody je stredobodom domáceho aj medzinárodného výskumu vývoja zariadení na elektrolýzu vody.

Hlavnými komponentmi PEM vodného elektrolyzéra sú protónová výmenná membrána, katódová a anódová katalytická vrstva, katódová a anódová difúzna vrstva plynu, katódové a anódové koncové dosky atď. zvnútra smerom von. Medzi nimi difúzna vrstva, katalytická vrstva a protónová výmenná membrána tvoria membránovú elektródu, ktorá je hlavným miestom pre materiálový prenos a elektrochemickú reakciu celého vodného elektrolyzéra. Výkon a životnosť PEM vodného elektrolyzéra sú priamo ovplyvnené vlastnosťami a štruktúrou membránovej elektródy.

V porovnaní s výrobou vodíka pri alkalickej elektrolýze vody má výroba vodíka pri elektrolýze vody PEM vyššiu hustotu pracovného prúdu, vyššiu celkovú účinnosť a vyššiu frakciu vodíkového plynu, vyšší tlak pri výrobe plynu, vyššiu rýchlosť dynamickej odozvy a môže sa prispôsobiť kolísaniu výroby energie z obnoviteľných zdrojov. , je považovaná za veľmi perspektívnu technológiu výroby vodíka vodnou elektrolýzou. V súčasnosti je technológia výroby vodíka PEM elektrolýzou vody demonštrovaná a postupne propagovaná v oblastiach, ako je výroba vodíka na mieste na vodíkových čerpacích staniciach, elektrolýza vody na výrobu vodíka z obnoviteľných zdrojov energie, ako je veterná energia, a skladovanie energie.