Pelbagai jenis elektrolisis hidrogen dan fungsi mereka

Elektrolisis hidrogen adalah peranti yang menggunakan elektrik untuk mengurai air (H2O) ke dalam hidrogen (H2) dan oksigen (O2) melalui proses yang dipanggil elektrolisis. Terdapat beberapa jenis elektrolisis hidrogen, masing -masing dengan teknologi yang berbeza, keadaan operasi, dan aplikasi.

Jenis utama adalah:

1. Electrolyzer alkali (ALK)

(1) Teknologi: Menggunakan larutan alkali (biasanya kalium hidroksida, KOH) sebagai elektrolit.

(2) Suhu operasi: 70-90 ° C.

Kecekapan elektrik: 60-70%.

(3) Kelebihan: Teknologi matang dan mantap, kos yang lebih rendah berbanding dengan lain-lain, tahan lama dan tahan lama.

(4) Kelemahan: Kecekapan yang lebih rendah berbanding dengan teknologi yang lebih baru. Tanggapan yang lebih perlahan terhadap input kuasa berubah (kurang sesuai untuk integrasi tenaga boleh diperbaharui).

(5) Aplikasi: Pengeluaran hidrogen industri berskala besar, pengeluaran ammonia, dan penapisan.

2. Electrolyzer membran pertukaran proton (PEM)

(1) Teknologi: Menggunakan elektrolit polimer pepejal (membran pertukaran proton) dan air tulen.

(2) Suhu operasi: 50-80 ° C.

(3) Kecekapan: 70-80%.

(4) Kelebihan: Sangat cekap dan padat. Respons Rapid kepada Input Kuasa Variabel (Ideal untuk Integrasi Tenaga Boleh Diperbaharui). Output hidrogen kemelut tinggi.

(5) Kelemahan: Kos yang lebih tinggi disebabkan oleh bahan mahal (mis., Pemangkin platinum). Jangka hayat yang lebih pendek berbanding dengan elektrolisis alkali.

(6) Aplikasi: Pengeluaran hidrogen kecil dan sederhana, penyimpanan tenaga boleh diperbaharui, dan kenderaan sel bahan bakar.

3. Electrolyzer oksida pepejal

(1) Teknologi: Menggunakan elektrolit seramik yang menjalankan ion oksigen pada suhu tinggi.

(2) Suhu operasi: 700-1000 ° C.

(3) Kecekapan: 80-90% (dengan pemulihan haba).

(4) Kelebihan: Kecekapan tertinggi disebabkan oleh operasi suhu tinggi. Boleh menggunakan haba sisa dari proses perindustrian. Tidak perlu pemangkin mahal.

(5) Kelemahan: Memerlukan suhu operasi yang tinggi, yang membawa kepada masa permulaan yang lebih perlahan. Cabaran dengan ketahanan dan kestabilan bahan pada suhu tinggi.

(6) Aplikasi: Pengeluaran hidrogen industri berskala besar, pengeluaran bahan api sintetik, integrasi dengan proses perindustrian suhu tinggi.

4. Electrolyzer membran Anion Exchange (AEM)

(1) Teknologi: Menggunakan membran pertukaran anion dan elektrolit alkali.

(2) Suhu operasi: 60-80 ° C.

(3) Kecekapan: 60-70%.

(4) Kelebihan: Menggabungkan kelebihan alkali dan PEM elektrolisis (kos yang lebih rendah, kecekapan sederhana). Boleh menggunakan pemangkin logam yang tidak berharga.

(5) Kelemahan: Masih dalam peringkat pembangunan, dengan ketersediaan komersil yang terhad. Ketahanan yang lebih rendah berbanding dengan PEM dan elektrolisis alkali.

(6) Aplikasi: Teknologi baru muncul dengan potensi pengeluaran hidrogen kecil hingga sederhana.

Ringkasan Fungsian:

1. Electrolyzer alkali: Terbaik yang sesuai untuk pengeluaran hidrogen berskala besar, kos efektif.

2. PEM Electrolyzer: Ideal untuk integrasi tenaga boleh diperbaharui dan keperluan hidrogen kemelut tinggi.

3. Electrolyzer oksida pepejal: Sesuai untuk kecekapan tinggi, aplikasi perindustrian suhu tinggi.

4. AEM Electrolyzer: Teknologi Muncul dengan Potensi untuk Pengeluaran Hidrogen Kecekapan Kos, Moderat.

Setiap jenis elektrolisis mempunyai kelebihan dan batasannya sendiri, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang berbeza berdasarkan faktor -faktor seperti skala, kos, kecekapan, dan integrasi dengan sumber tenaga boleh diperbaharui.