Mis vahe on AE ja PEM vahel vesiniku tootmisel?

Alalisvoolu abil lõhustatakse veemolekulid hapniku ja vesiniku tootmiseks, mis seejärel eraldatakse vastavalt elektrolüütilise elemendi anoodist ja katoodist. Seda protsessi nimetatakse vee elektrolüüsiks. Vee elektrolüüsi vesiniku tootmine jaotatakse sageli leeliselise vee elektrolüüsiks (AE), prootonvahetusmembraani (PEM) vee elektrolüüsiks ja kõrge temperatuuriga tahke oksiidvee elektrolüüsiks, sõltuvalt elektrolüüsi membraani (SOEC) erinevatest materjalidest.

Asbest moodustab suurema osa leeliselise vee elektrolüüsi vesiniku genereerimise elektrolüüsi membraanist, mis eraldab gaase. Suurema osa katoodist ja anoodist moodustavad metallisulamid, nagu Ni-Mo sulam jne, mis lagundavad vett vesiniku ja hapniku tootmiseks. Tööstuslikud leeliselise vee elektrolüsaatorid kasutavad elektrolüüdina tavaliselt KOH lahust; nende massiosa on vahemikus 20 protsenti kuni 30 protsenti; nende töötemperatuur on 70 kraadi kuni 80 kraadi; nende töövoolutihedus on umbes 0,25 A/cm2; ja nende gaasirõhk on vahemikus 0,1 MPa kuni 3,0 MPa. Kasutegur jääb vahemikku 62–82 protsenti. Leeliselise vee elektrolüüsi teel vesiniku tootmise tehnoloogia on hästi arenenud ning sellel on madalad käivitus- ja kasutuskulud, kuid sellel on puudused, näiteks leelisekadu, korrosioon ja suur energiakasutus. Leeliselise vee elektrolüüsi vesiniku tootmine on nii kodumaiste kui ka rahvusvaheliste vee-elektrolüüsiseadmete arendamise uuringute keskmes.

PEM veeelektrolüüsi põhikomponendid on prootonivahetusmembraan, katood- ja anoodikatalüütiline kiht, katood- ja anoodigaaside difusioonikiht, katood- ja anoodiotsaplaadid jne seest väljapoole. Nende hulgas moodustavad difusioonikiht, katalüütiline kiht ja prootonivahetusmembraan membraanelektroodi, mis on kogu vee-elektrolüsaatori materjali ülekande ja elektrokeemilise reaktsiooni peamine koht. PEM-veeelektrolüsaatori jõudlust ja eluiga mõjutavad otseselt membraanelektroodi omadused ja struktuur.

Võrreldes leeliselise vee elektrolüüsi vesiniku tootmisega on PEM-i vee elektrolüüsi vesiniku tootmisel suurem töövoolutihedus, suurem üldine efektiivsus ja suurem vesinikgaasi fraktsioon, suurem gaasitootmise rõhk, kiirem dünaamiline reageerimiskiirus ja see võib kohaneda taastuvenergia elektritootmise kõikumisega. , peetakse seda väga paljulubavaks vee-elektrolüüsi vesiniku tootmise tehnoloogiaks. Praegu on PEM vee elektrolüüsi vesiniku tootmistehnoloogiat demonstreeritud ja järk-järgult edendatud sellistes valdkondades nagu kohapealne vesiniku tootmine vesiniku tanklates, vee elektrolüüs vesiniku tootmiseks taastuvatest energiaallikatest, nagu tuuleenergia, ja energia salvestamine.