Kuo skiriasi AE ir PEM vandenilio gamybai?

Naudojant nuolatinę srovę, vandens molekulės suskaidomos, kad susidarytų deguonis ir vandenilis, kurie vėliau atitinkamai atskiriami nuo elektrolitinės elemento anodo ir katodo. Šis procesas žinomas kaip vandens elektrolizė. Vandens elektrolizės metu vandenilio generavimas dažnai skirstomas į šarminę vandens elektrolizę (AE), protonų mainų membranos (PEM) vandens elektrolizę ir aukštos temperatūros kietojo oksido vandens elektrolizę, priklausomai nuo įvairių elektrolizatoriaus diafragmos (SOEC) medžiagų.

Asbestas sudaro didžiąją dalį šarminio vandens elektrolizės vandenilio generavimo elektrolizatoriaus, kuris atskiria dujas, diafragmos. Metalų lydiniai, tokie kaip Ni-Mo lydinys ir kt., kurie skaido vandenį, kad susidarytų vandenilis ir deguonis, sudaro didžiąją katodo ir anodo dalį. Pramoniniuose šarminio vandens elektrolizatoriuose kaip elektrolitas paprastai naudojamas KOH tirpalas; jų masės dalis svyruoja nuo 20 procentų iki 30 procentų; jų darbinė temperatūra yra nuo 70 laipsnių iki 80 laipsnių; jų darbinės srovės tankis yra apie 0,25 A/cm2; o jų dujų slėgis svyruoja nuo 0,1 MPa iki 3,0 MPa. Efektyvumas svyruoja nuo 62 procentų iki 82 procentų. Vandenilio gamybos šarminės vandens elektrolizės būdu technologija yra gerai išvystyta, jos paleidimo ir eksploatavimo išlaidos yra mažos, tačiau ji turi trūkumų, tokių kaip šarmo praradimas, korozija ir didelis energijos suvartojimas. Šarminio vandens elektrolizės vandenilio generavimas yra tiek vidaus, tiek tarptautinių vandens elektrolizės įrangos kūrimo tyrimų dėmesys.

Pagrindiniai PEM vandens elektrolizatoriaus komponentai yra protonų mainų membrana, katodo ir anodo katalizinis sluoksnis, katodo ir anodo dujų difuzijos sluoksnis, katodo ir anodo galinės plokštės ir kt. iš vidaus į išorę. Tarp jų difuzinis sluoksnis, katalizinis sluoksnis ir protonų mainų membrana sudaro membraninį elektrodą, kuris yra pagrindinė viso vandens elektrolizatoriaus medžiagos perdavimo ir elektrocheminės reakcijos vieta. PEM vandens elektrolizatoriaus veikimą ir eksploatavimo trukmę tiesiogiai veikia membranos elektrodo savybės ir struktūra.

Palyginti su šarminio vandens elektrolizės vandenilio gamyba, PEM vandens elektrolizės vandenilio gamyba turi didesnį darbinės srovės tankį, didesnį bendrą efektyvumą ir didesnę vandenilio dujų frakciją, didesnį dujų gamybos slėgį, greitesnį dinaminį atsako greitį ir gali prisitaikyti prie atsinaujinančios energijos gamybos svyravimų. , tai laikoma labai perspektyvia vandens elektrolizės vandenilio gamybos technologija. Šiuo metu PEM vandens elektrolizės vandenilio gamybos technologija buvo demonstruojama ir palaipsniui skatinama tokiose srityse kaip vandenilio gamyba vietoje vandenilio degalinėse, vandens elektrolizė vandenilio gamybai iš atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių kaip vėjo energija, ir energijos kaupimas.