Doğru akım vasıtasıyla, su molekülleri daha sonra sırasıyla elektrolitik hücrenin anot ve katodundan ayrılan oksijen ve hidrojen üretmek için ayrılır. Bu işlem su elektrolizi olarak bilinir. Su elektrolizi hidrojen üretimi genellikle elektrolizör diyaframının (SOEC) çeşitli malzemelerine bağlı olarak alkali su elektrolizi (AE), proton değişim membranı (PEM) su elektrolizi ve yüksek sıcaklıkta katı oksit su elektrolizine ayrılır.
Alkali su elektrolizi hidrojen üretimi
Asbest, gazları ayıran alkali su elektrolizi hidrojen üretim elektrolizörünün diyaframının çoğunu oluşturur. Ni-Mo alaşımı gibi suyu parçalayarak hidrojen ve oksijen üreten metal alaşımları, katot ve anodun çoğunluğunu oluşturur. Endüstriyel alkali su elektrolizörleri, elektrolit olarak tipik olarak KOH çözeltisini kullanır; kütle kesirleri yüzde 20 ile yüzde 30 arasında değişir; çalışma sıcaklıkları 7{11}} derece ile 80 derece arasındadır; çalışma akımı yoğunlukları 0,25 A/cm2 civarındadır; ve gaz basınçları 0,1 MPa ile 3,0 MPa arasında değişir. Verimlilik yüzde 62 ile yüzde 82 arasında değişmektedir. Alkali su elektrolizi yoluyla hidrojen üretme teknolojisi iyi gelişmiştir ve düşük başlatma ve işletme maliyetlerine sahiptir, ancak sodalı su kaybı, korozyon ve yüksek enerji kullanımı gibi sakıncaları vardır. Alkali su elektrolizi hidrojen üretimi, su elektrolizörü ekipmanının geliştirilmesine yönelik hem yerel hem de uluslararası araştırmaların odak noktasıdır.
PEM su elektrolizi hidrojen üretimi
PEM su elektrolizörünün ana bileşenleri, içten dışa proton değişim membranı, katot ve anot katalitik tabakası, katot ve anot gaz difüzyon tabakası, katot ve anot uç plakaları vb. Bunların arasında difüzyon tabakası, katalitik tabaka ve proton değişim membranı, tüm su elektrolizörünün malzeme iletimi ve elektrokimyasal reaksiyonu için ana yer olan membran elektrotunu oluşturur. PEM su elektrolizörünün performansı ve kullanım ömrü, membran elektrodunun özelliklerinden ve yapısından doğrudan etkilenir.
farklılıklar
Alkali su elektroliz hidrojen üretimi ile karşılaştırıldığında, PEM su elektroliz hidrojen üretimi daha yüksek çalışma akımı yoğunluğuna, daha yüksek genel verimliliğe ve daha yüksek hidrojen gazı fraksiyonuna, daha yüksek gaz üretim basıncına, daha hızlı dinamik yanıt hızına sahiptir ve yenilenebilir enerji güç üretiminin dalgalanmasına uyum sağlayabilir , çok umut verici bir su elektrolizi hidrojen üretim teknolojisi olarak kabul edilir. Şu anda, PEM su elektrolizi hidrojen üretim teknolojisi, hidrojen yakıt ikmal istasyonlarında yerinde hidrojen üretimi, rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından hidrojen üretimi için suyun elektrolizi ve enerji depolama gibi alanlarda kanıtlanmış ve kademeli olarak teşvik edilmiştir.
