Elektrolýza vody PEM (Proton Exchange Membrane).technologie výroby vodíku nabízí četné výhody, včetně vysoké provozní hustoty proudu, přizpůsobivosti kolísání obnovitelné energie a kompaktní konstrukce. Díky těmto vlastnostem je vhodný pro velkoplošnou industrializaci. Pro úspěšný rozvoj ve velkém měřítku je však klíčové nejen řešit klíčové technické výzvy, ale také zvážit ekonomické aspekty.
„Střednědobý a dlouhodobý plán rozvoje průmyslu vodíkové energetiky (2021-2035)“ v mé zemi zdůrazňuje potřebu zvýšit účinnost konverze výroby vodíku z obnovitelných zdrojů energie a zvýšit výrobu vodíku na jednotku. Kromě toho jsou zásadní průlomy v klíčových technologiích souvisejících s infrastrukturou vodíkové energie.
Národní klíčový plán výzkumu a vývoje pro „Vodíkovou energetickou technologii“ (2022) ministerstva vědy a technologie „14. pětiletý plán“ obsahuje několik témat souvisejících s výrobou vodíku PEM elektrolýzou vody. Tato témata zahrnují technologii elektrolyzéru s protonovou výměnnou membránou v megawattovém měřítku, vysokotlaký vodíkový elektrolyzér pro elektrolýzu vody a výzkum a vývoj klíčových systémových technologií pro výrobu vodíku prostřednictvím elektrolýzy vody s protonovou výměnnou membránou.
Elektrolyzér, klíčová součást systému výroby vodíku při elektrolýze vody PEM, významně ovlivňuje celkový výkon. Současné snahy o vývoj produktů se primárně zaměřují na rozsah výroby vodíku a náklady.
V současné době má pouze několik domácích výrobců kapacitu na výrobu zařízení pro elektrolýzu PEM a ještě méně z nich dokáže vyvinout systémy na výrobu vodíku PEM ve velkém měřítku. V důsledku toho několik velkých projektů na výrobu vodíku při elektrolýze vody PEM preferuje zařízení od zahraničních společností.
Zejména některé domácí podniky a výzkumné ústavy dosáhly vývoje systémů na výrobu vodíku PEM s měřítkem výroby vodíku 200 Nm3/h.
Domácí průmysl výroby vodíku při elektrolýze PEM však zůstává v raných fázích komercializace. Ve srovnání s převládající metodou výroby alkalického vodního vodíku je hlavním problémem výroby vodíku PEM jeho cena.
Jeden lídr v oboru řekl: "Celý dodavatelský řetězec musí spolupracovat, aby v budoucnu snížil náklady. Aby byly konkurenceschopné, musí být náklady na výrobu vodního vodíku elektrolýzou PEM sníženy na 1.5-2násobek alkalického vodního vodíku výroba ze zeleného vodíku."
V současné době je nedostatečná lokalizace dodavatelského řetězce výroby vodíku při elektrolýze vody. Komponenty jádra, jako jsou bipolární desky, katalyzátory, membrány pro výměnu protonů a vrstvy difúze plynu, představují výzvy kvůli omezením nákladů. Zatímco mnoho domácích projektů zeleného vodíku využívá technologii výroby vodíku elektrolýzou PEM, počet projektů, které sledují tuto cestu, zůstává omezený.
V rámci celého dodavatelského řetězce výroby vodíku při elektrolýze vody PEM představuje protonovýměnná membrána nejvýznamnější překážku.
Podle zástupce průmyslu jsou na rozdíl od palivových článků protonové membrány používané převážně pro výrobu vodíku na bázi vodní elektrolýzy 115 a 117 homogenní membrány o tloušťce 150-200 mikronů. Tato tloušťka je relativně vyšší (8-10 mikronů) ve srovnání s protonovými membránami palivových článků, což má za následek vyšší rychlost bobtnání a potenciální deformaci během potahování. Pro zařízení na nanášení elektrolytické vodní membrány je proto vyžadována specializovaná konstrukce a membránové elektrody palivových článků nelze pro tento účel přímo použít.
Plsť z titanových vlákenzTopTiTech
