Pomocí stejnosměrného proudu se molekuly vody štěpí za vzniku kyslíku a vodíku, které se pak oddělují od anody a katody elektrolytického článku. Tento proces je známý jako elektrolýza vody. Generování vodíku při elektrolýze vody se často dělí na elektrolýzu alkalické vody (AE), elektrolýzu vody s protonovou výměnnou membránou (PEM) a elektrolýzu vody s pevným oxidem při vysoké teplotě v závislosti na různých materiálech membrány elektrolyzéru (SOEC).
Elektrolýza alkalické vody výroba vodíku
Azbest tvoří většinu membrány elektrolyzéru pro generování vodíku pro alkalickou elektrolýzu vody, který odděluje plyny. Kovové slitiny, jako je slitina Ni-Mo atd., které rozkládají vodu za vzniku vodíku a kyslíku, tvoří většinu katody a anody. Průmyslové elektrolyzéry alkalické vody obvykle používají jako elektrolyt roztok KOH; jejich hmotnostní zlomek se pohybuje od 20 procent do 30 procent; jejich provozní teplota je 70 stupňů až 80 stupňů; jejich pracovní proudová hustota je kolem 0,25 A/cm2; a jejich tlak plynu se pohybuje od 0,1 MPa do 3,0 MPa. Účinnost se pohybuje od 62 procent do 82 procent. Technologie výroby vodíku prostřednictvím alkalické elektrolýzy vody je dobře vyvinutá a má nízké spouštěcí a provozní náklady, má však nevýhody, jako jsou ztráty louhu, koroze a vysoká spotřeba energie. Výroba vodíku při alkalické elektrolýze vody je předmětem domácího i mezinárodního výzkumu vývoje zařízení pro elektrolýzu vody.
PEM elektrolýza vody výroba vodíku
Hlavními součástmi vodního elektrolyzéru PEM jsou protonová výměnná membrána, katodová a anodová katalytická vrstva, katodová a anodová difúzní vrstva plynu, katodové a anodové koncové desky atd. zevnitř ven. Mezi nimi difuzní vrstva, katalytická vrstva a protonovýměnná membrána tvoří membránovou elektrodu, která je hlavním místem pro přenos materiálu a elektrochemickou reakci celého vodního elektrolyzéru. Výkon a životnost PEM vodního elektrolyzéru jsou přímo ovlivněny vlastnostmi a strukturou membránové elektrody.
Rozdíly
Ve srovnání s výrobou vodíku při alkalické elektrolýze vody má výroba vodíku při elektrolýze PEM vyšší hustotu pracovního proudu, vyšší celkovou účinnost a vyšší podíl vodíkového plynu, vyšší tlak při výrobě plynu, rychlejší dynamickou rychlost odezvy a může se přizpůsobit kolísání výroby energie z obnovitelných zdrojů. , je považována za velmi perspektivní technologii výroby vodíku elektrolýzou vody. V současnosti je technologie výroby vodíku PEM elektrolýzou vody demonstrována a postupně prosazována v oborech, jako je výroba vodíku na místě na vodíkových čerpacích stanicích, elektrolýza vody pro výrobu vodíku z obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná energie, a skladování energie.
