Hva er forskjellene mellom AE og PEM for hydrogenproduksjon?

Ved hjelp av likestrøm spaltes vannmolekyler for å produsere oksygen og hydrogen, som deretter skilles fra henholdsvis anoden og katoden til elektrolysecellen. Denne prosessen er kjent som vannelektrolyse. Vannelektrolysehydrogengenerering er ofte separert i alkalisk vannelektrolyse (AE), proton exchange membrane (PEM) vannelektrolyse og høytemperatur fast oksid vannelektrolyse avhengig av de forskjellige materialene i elektrolysatormembranen (SOEC).

Asbest utgjør størstedelen av membranen til den alkaliske vannelektrolyse-hydrogengenereringselektrolysatoren, som skiller gasser. Metalllegeringer, som Ni-Mo-legering, etc., som bryter ned vann for å produsere hydrogen og oksygen, utgjør størstedelen av katoden og anoden. Industrielle alkaliske vannelektrolysatorer bruker vanligvis KOH-løsning som deres elektrolytt; massefraksjonen deres varierer fra 20 prosent til 30 prosent ; driftstemperaturen deres er 70 grader til 80 grader; deres arbeidsstrømtetthet er rundt 0,25 A/cm2; og deres gasstrykk varierer fra 0,1 MPa til 3,0 MPa. Effektiviteten varierer fra 62 prosent til 82 prosent. Teknologien for å produsere hydrogen via alkalisk vannelektrolyse er godt utviklet og har lave oppstarts- og driftskostnader, men den har ulemper som luttap, korrosjon og høyt energiforbruk. Alkalisk vannelektrolysegenerering av hydrogen er et fokus for både innenlandsk og internasjonal forskning på utvikling av vannelektrolyseutstyr.

Hovedkomponentene i PEM-vannelektrolysatoren er protonutvekslingsmembran, katode- og anodekatalytisk lag, katode- og anodegassdiffusjonslag, katode- og anodeendeplater osv. fra innsiden til utsiden. Blant dem danner diffusjonslaget, det katalytiske laget og protonutvekslingsmembranen membranelektroden, som er hovedstedet for materialoverføring og elektrokjemisk reaksjon til hele vannelektrolysatoren. Ytelsen og levetiden til PEM-vannelektrolysatoren påvirkes direkte av egenskapene og strukturen til membranelektroden.

Sammenlignet med alkalisk vannelektrolysehydrogenproduksjon, har PEM vannelektrolysehydrogenproduksjon høyere arbeidsstrømtetthet, høyere total effektivitet og høyere hydrogengassfraksjon, høyere gassproduksjonstrykk, raskere dynamisk responshastighet og kan tilpasse seg svingningene i kraftproduksjon for fornybar energi , anses det å være en meget lovende vannelektrolysehydrogenproduksjonsteknologi. For tiden har PEM vannelektrolyse-hydrogenproduksjonsteknologi blitt demonstrert og gradvis fremmet innen felt som hydrogenproduksjon på stedet ved hydrogenbensinstasjoner, elektrolyse av vann for hydrogenproduksjon fra fornybare energikilder som vindkraft og energilagring.