За допомогою постійного струму молекули води розщеплюються, утворюючи кисень і водень, які потім відокремлюються від анода і катода електролізера відповідно. Цей процес відомий як електроліз води. Утворення водню при електролізі води часто поділяють на електроліз лужної води (AE), електроліз води з протонообмінною мембраною (PEM) і електроліз води з високотемпературним твердим оксидом залежно від різних матеріалів діафрагми електролізера (SOEC).
Отримання водню електролізом лужної води
Азбест становить більшу частину діафрагми електролізера лужного електролізу води, який розділяє гази. Металеві сплави, такі як сплав Ni-Mo тощо, які розкладають воду з утворенням водню та кисню, складають більшу частину катода та анода. Промислові електролізери лужної води зазвичай використовують розчин KOH як електроліт; їх масова частка коливається від 20 відсотків до 30 відсотків; їх робоча температура становить від 70 градусів до 80 градусів; їх робоча щільність струму близько 0,25 А/см2; тиск газу в них коливається від 0,1 до 3,0 МПа. Ефективність коливається від 62 до 82 відсотків. Технологія виробництва водню за допомогою електролізу лужної води добре розроблена та має низькі витрати на запуск і експлуатацію, але має такі недоліки, як втрати лугу, корозія та високе споживання енергії. Генерація водню при електролізі лужної води є центром як вітчизняних, так і міжнародних досліджень щодо розробки обладнання для електролізера води.
Виробництво водню електролізом води PEM
Основними компонентами водяного електролізера PEM є протонообмінна мембрана, каталітичний шар катода та анода, газодифузійний шар катода та анода, кінцеві пластини катода та анода тощо зсередини назовні. Серед них дифузійний шар, каталітичний шар і протонообмінна мембрана утворюють мембранний електрод, який є основним місцем для передачі матеріалу та електрохімічної реакції всього електролізера води. На продуктивність і термін служби водяного електролізера PEM безпосередньо впливають властивості та структура мембранного електрода.
відмінності
Порівняно з виробництвом водню за допомогою лужного електролізу води, виробництво водню за допомогою електролізу води PEM має вищу робочу щільність струму, вищу загальну ефективність і вищу частку газоподібного водню, вищий тиск виробництва газу, більш швидку динамічну швидкість відгуку та може адаптуватися до коливань вироблення енергії з відновлюваних джерел енергії. , вважається дуже перспективною технологією виробництва водню за допомогою електролізу води. Наразі технологія виробництва водню за допомогою електролізу води PEM була продемонстрована та поступово просувається в таких сферах, як виробництво водню на місці на водневих заправних станціях, електроліз води для виробництва водню з відновлюваних джерел енергії, таких як енергія вітру, та зберігання енергії.
