PEM elektrolyzéry

Vodíkové elektrolyzéry, ktoré vyrábajú alkalickú vodu, využívajú ako separátory plynov azbestové membrány. Katóda a anóda sa skladajú hlavne z kovových zliatin, ako je nikel a molybdén, ktoré dokážu rozdeliť vodu na vodík a kyslík.

Priemyselné elektrolyzéry alkalickej vody používajú ako elektrolyt roztok hydroxidu draselného s hmotnostným zlomkom 20% až 30%. Elektrolyzér má rozsah prevádzkovej teploty od 70 stupňov do 80 stupňov a prevádzkovú prúdovú hustotu približne 0,25 A/cm². Tlak plynu, ktorý produkuje, je 0,1 až 3,0 MPa a celková účinnosť je 62 % až 82 %.

Výroba vodíka z alkalickej vody je vyspelá technológia s nízkymi investičnými a prevádzkovými nákladmi. Je však potrebné riešiť problémy ako strata lúhu, korózia a spotreba energie.

Celkovo možno povedať, že generátory alkalického vodíka vďaka svojej osvedčenej technológii a nízkym investičným nákladom ponúkajú cenovo výhodné riešenie výroby vodíka. Je však dôležité riešiť problémy so stratou žieraviny, koróziou a spotrebou energie, aby sa zabezpečil optimálny výkon a účinnosť.

Pri elektrolýze PEM na výrobu vodíka sa používa membrána na výmenu protónov kyseliny perfluórsulfónovej vďaka svojej vynikajúcej chemickej stabilite, vodivosti protónov a výkonu pri separácii plynov. Membrána účinne zabraňuje prenosu elektrónov a zlepšuje bezpečnosť elektrolytického článku.

Medzi kľúčové komponenty elektrolyzéra PEM patria protónové výmenné membrány, kladné a záporné elektródové katalytické vrstvy, kladné a záporné elektródové vrstvy na difúziu plynu a kladné a záporné koncové dosky. Tieto komponenty sú usporiadané zvnútra smerom von. Difúzna vrstva, vrstva katalyzátora a membrána na výmenu protónov tvoria membránovú elektródu, ktorá je hlavným miestom prenosu materiálu a elektrochemickej reakcie v elektrolyzéri.

Charakteristiky a štruktúra membránovej elektródy priamo ovplyvňujú výkon a životnosť PEM vodného elektrolyzéra. Preto je pre optimálny výkon a životnosť rozhodujúci starostlivý návrh a výber materiálov.

Celkovo je technológia výroby vodíka PEM spoľahlivá a účinná technológia výroby vodíka a jej membrána na výmenu protónov kyseliny perfluórsulfónovej má vynikajúcu chemickú stabilitu a vodivosť protónov. Kľúčové komponenty elektrolyzéra, vrátane membránových elektród, by mali byť starostlivo navrhnuté a vybrané pre optimálny výkon a životnosť.

Elektrolýza pevných oxidov na výrobu vodíka sa líši od elektrolýzy alkalickej vody a elektrolýzy vody s protónovou výmennou membránou tým, že funguje pri vysokých teplotách.

Elektrolýza pevných oxidov využíva ako materiál elektrolytu pevný oxid a funguje pri teplotách medzi 800 stupňami a 1,000 stupňom . Výsledkom je výrazne zlepšený elektrochemický výkon a vyššia účinnosť procesu výroby vodíka.

Pracovné prostredie s vysokou teplotou a vysokou vlhkosťou však prináša výzvy pri výbere stabilných, trvanlivých a korózii odolných materiálov pre elektrolyzéry. To tiež obmedzuje výber aplikačného scenára a rozsiahlu implementáciu technológie výroby vodíka elektrolýzou pevných oxidov.

Napriek týmto výzvam ponúkajú elektrolyzéry pevných oxidov jedinečné výhody na výrobu vodíka, vrátane zlepšeného elektrochemického výkonu a účinnosti. Na prekonanie materiálových výziev a rozšírenie rozsahu aplikačných scenárov elektrolýzy pevných oxidov je potrebný ďalší výskum a vývoj.

Elektrolyzéry s protónovou výmennou membránou sa často používajú na výrobu vodíka v rôznych aplikáciách, ako sú generátory vodíka, stroje na výrobu vodíkovej vody a absorbéry vodíka.

Elektrolyzéry s protónovou výmennou membránou sú vhodné pre malé stroje na výrobu a hydrogenáciu vodíka, multienergetické komplementárne nezávislé mikrosiete, lekárne atď. Môžu byť použité na výrobu vodíka na požiadanie na mieste.

Elektrolyzéry PEM sa používajú v palivových zariadeniach pre osobné automobily, nákladné autá, autobusy a iné dopravné trhy. Tieto elektrolyzéry dokážu produkovať čisté a ekologické vodíkové palivo.

Elektrolyzéry s protónovou výmennou membránou sa starajú o trhy elektriny s plynom a s energiou pre priemysel, pričom na výrobu vodíka využívajú obnoviteľné zdroje energie, ako je slnko a vietor.