PEM vs. elektrolisis alkali: Teknologi pengeluaran hidrogen manakah yang lebih sesuai untuk keperluan anda?

Dalam pemilihan teknologi pengeluaran hidrogen, pilihan antara elektrolisis membran pertukaran proton (PEM) dan elektrolisis alkali memerlukan pertimbangan menyeluruh terhadap banyak faktor. Perbandingan berikut akan membantu anda membuat keputusan:

I. Prestasi teknikal

1. Ketumpatan semasa dan penggunaan tenaga

• Elektroliser beralkali: Ketumpatan semasa biasanya 0.2–0.4 A/cm², dan penggunaan tenaga sistem kedua-duanya adalah serupa.

• Elektrolisis PEM: Ketumpatan arus mencapai 1–2 A/cm², dan penggunaan tenaga sistem kedua-duanya adalah serupa.

2. Julat beban dan kelajuan tindak balas

• Elektrolis beralkali: Julat pelarasan beban 40-100%, kelajuan mula dan berhenti perlahan (permulaan panas 1–5 minit, mula sejuk 1–5 jam), tidak sesuai untuk tenaga terputus-putus seperti kuasa angin/kuasa fotovoltaik - keseimbangan tekanan diperlukan untuk mengelakkan kebocoran gas.

• Elektrolis PEM: Julat beban 0%–120%, mula dan berhenti pantas (permulaan panas <5 saat, permulaan sejuk 5–10 minit), sangat sesuai untuk memadankan tenaga boleh diperbaharui yang berubah-ubah.

2. Faktor kos

1. Kos peralatan

• Elektrolis alkali: kos rendah, elektrod tidak mengandungi logam berharga. Bahagian pasaran domestik adalah tinggi, dan harga peralatan hanya 1/4–1/6 PEM.

• Elektrolisis PEM: kos tinggi (harga luar negara ialah 1.2–1.5 kali ganda harga alkali, dan 4–6 kali ganda harga domestik), kerana pemangkin memerlukan logam berharga seperti iridium dan platinum. Walau bagaimanapun, prestasi harga di luar negara adalah lebih baik, dan pengeluaran domestik mengurangkan kos melalui penyetempatan dan skala.

2. Kos operasi

• Elektroliser beralkali: kos peralatan yang rendah, penggunaan tenaga yang tinggi dan pengoptimuman penggunaan tenaga pada masa hadapan.

• Elektrolis PEM: penggunaan tenaga yang rendah boleh mengurangkan kos, tetapi perbelanjaan peralatan dan logam berharga meningkatkan kos operasi keseluruhan, dan pengurangan kos bergantung pada peningkatan ketumpatan arus, mengurangkan penggunaan iridium dan penyetempatan.

3. Senario aplikasi

1. Senario terpakai elektrolisis alkali:

• Hidrogen perindustrian berskala besar.

• Senario dengan keperluan kualiti air yang rendah: air ternyahion biasa boleh digunakan, sesuai untuk kawasan yang mempunyai bekalan air ketulenan tinggi yang terhad.

2. Senario terpakai elektrolisis PEM:

• Senario gandingan tenaga boleh diperbaharui (kuasa angin/fotovoltaik): tindak balas pantas, julat beban yang luas, sesuai untuk pengeluaran hidrogen teragih di luar grid (seperti pulau, kawasan perlombongan).

• Senario hidrogen ketulenan tinggi (seperti stesen mengisi minyak hidrogen): secara langsung menghasilkan hidrogen ketulenan tinggi tanpa pengasingan tambahan.

IV. Trend masa depan

• Elektroliser beralkali: fokus pada mengurangkan penggunaan tenaga (menaik taraf diafragma/mangkin) dan meningkatkan ketumpatan arus untuk mengoptimumkan lagi prestasi kos.

• Elektrolisis PEM: melalui penemuan teknologi (mengurangkan penggunaan logam berharga), penyetempatan dan pengurangan kos skala, adalah dijangka bahagian pasaran akan berkembang selepas pengurangan kos.

Ringkasan

• Pilih elektrolisis alkali: jika permintaan adalah pengeluaran hidrogen kos rendah berskala besar, dan ketulenan sumber air perlu diambil kira.

• Pilih elektrolisis PEM: jika anda menumpukan pada tindak balas pantas, menyesuaikan diri dengan turun naik tenaga boleh diperbaharui, mengejar hidrogen ketulenan tinggi dan boleh menerima pelaburan awal yang lebih tinggi.