Hvad er forskellene mellem AE og PEM til brintproduktion?

Ved hjælp af jævnstrøm spaltes vandmolekyler for at producere ilt og brint, som så adskilles fra henholdsvis anoden og katoden i elektrolysecellen. Denne proces er kendt som vandelektrolyse. Vandelektrolyse-brintgenerering opdeles ofte i alkalisk vandelektrolyse (AE), protonudvekslingsmembran (PEM) vandelektrolyse og højtemperatur fastoxidvandelektrolyse afhængigt af de forskellige materialer i elektrolysatormembranen (SOEC).

Asbest udgør størstedelen af ​​membranen i den alkaliske vandelektrolyse-hydrogengenereringselektrolysator, som adskiller gasser. Metallegeringer, såsom Ni-Mo-legering osv., der nedbryder vand for at producere brint og oxygen, udgør størstedelen af ​​katoden og anoden. Industrielle alkaliske vandelektrolysatorer bruger typisk KOH-opløsning som deres elektrolyt; deres massefraktion går fra 20 procent til 30 procent; deres driftstemperatur er 70 grader til 80 grader; deres arbejdsstrømtæthed er omkring 0,25 A/cm2; og deres gastryk varierer fra 0,1 MPa til 3,0 MPa. Effektiviteten varierer fra 62 procent til 82 procent. Teknologien til fremstilling af brint via alkalisk vandelektrolyse er veludviklet og har lave opstarts- og driftsomkostninger, men den har ulemper såsom ludtab, korrosion og højt energiforbrug. Generering af alkalisk vandelektrolyse er et fokus for både indenlandsk og international forskning i udvikling af vandelektrolyseudstyr.

Hovedkomponenterne i PEM-vandelektrolysatoren er protonudvekslingsmembran, katode- og anodekatalytisk lag, katode- og anodegasdiffusionslag, katode- og anodeendeplader osv. indefra og ud. Blandt dem danner diffusionslaget, det katalytiske lag og protonudvekslingsmembranen membranelektroden, som er hovedstedet for materialetransmission og elektrokemisk reaktion af hele vandelektrolysatoren. Ydeevnen og levetiden for PEM-vandelektrolysatoren påvirkes direkte af membranelektrodens egenskaber og struktur.

Sammenlignet med alkalisk vandelektrolysebrintproduktion har PEM-vandelektrolysebrintproduktion højere arbejdsstrømtæthed, højere samlet effektivitet og højere brintgasfraktion, højere gasproduktionstryk, hurtigere dynamisk responshastighed og kan tilpasse sig fluktuationen i vedvarende energiproduktion , anses det for at være en meget lovende vandelektrolysebrintproduktionsteknologi. På nuværende tidspunkt er PEM-vandelektrolysebrintproduktionsteknologi blevet demonstreret og gradvist fremmet inden for områder som brintproduktion på stedet på brinttankstationer, elektrolyse af vand til brintproduktion fra vedvarende energikilder såsom vindkraft og energilagring.