어떻게 작동합니까?
연료 전지와 마찬가지로 전해액은 전해질로 분리 된 양극과 음극으로 구성됩니다. 다른 전기 분해기는 주로 관련된 전해질 물질의 다른 유형으로 인해 약간 다른 방식으로 기능합니다.
고분자 전해질 막 전해액
고분자 전해질 막(pem)전해액에서 전해액은 고체 특수 플라스틱 재료입니다.
- 물 양극에서 반응하여 산소와 양전하를 띤 수소 이온(양성자)을 형성합니다.,
- 전자는 외부 회로를 통해 흐르고 수소 이온은 pem 을 가로 질러 음극으로 선택적으로 이동합니다.
- 음극에서 수소 이온은 외부 회로의 전자와 결합하여 수소 가스를 형성합니다. 양극 반응:2H2O→O2+4++4e-음극 반응:4 시간++4e-→2H2
알칼리 Electrolyzers
알칼리 electrolyzers 운영을 통해 운송 수산화물이온(OH-)을 통해 전해질에서 음극하는 양극으로 수소를 생성되는 음극에 측., 전해질로서 나트륨 또는 수산화 칼륨의 액체 알칼리성 용액을 사용하는 전기 분해기는 수년 동안 시판되어왔다. 전해질로 고체 알칼리성 교환 막을 사용하는 새로운 접근법은 실험실 규모에 대한 약속을 보여주고 있습니다.
단단한 산화물 Electrolyzers
단단한 산화물 electrolyzers 을 사용하는 단단한 세라믹재료의 전해질로 선택적으로 실시하고 부정적인 요금이 부과 산소이온(O2-)높은 온도에서,수소를 생성하는 약간 다른 방법이다.,
- 음극의 물 외부 회로의 전자와 결합하여 수소 가스와 음으로 하전 된 산소 이온을 형성합니다.
- 산소이온 전달을 통한 고체 세라믹 막고 반응 양극을 형성하는 산소가스를 생성 및 전자는 외부의 회로.
단단한 산화물 electrolyzers 작동해야 온도에서 높은 충분한 단단한 산화물 세포막을 제대로 기능(약 700°-800°C 에 비해 PEM electrolyzers,작동하는 70°-90°C,그리고 상업적인 알칼리성 electrolyzers,작동하는 100°-150°C)., 단단한 산화물 electrolyzers 효과적으로 사용할 수 있는 열을 사용할 수 있에서 이러한 높은 온도(등을 포함한 다양한 소스로부터 원자력 에너지)의 양을 감소하기 위해 전기 에너지를 생산하는 데에 필요한 수소에서 물.
왜이 경로가 고려되고 있습니까?
전기 분해를 통해 생성 된 수소는 사용 된 전기의 원천에 따라 온실 가스 배출량이 0 이 될 수 있습니다., 의 원인이 필요한 전기를 포함하여—그것의 비용과 효율성 뿐만 아니라 배출량과 전기를 생성할 때 고려되어야 이점을 평가하고 경제적 생존 수소의 생산을 통해 전기. 의 많은 지역에서는 국가,오늘의 파워 그리드는 이상적이지 않을 제공하기 위해 필요한 전기 때문에 온실가스 발표 및 연료의 양을 필요로 인해 낮은 효율의 전력 생산 과정입니다., 전기 분해를 통한 수소 생산은 재생 가능(풍력)및 원자력 에너지 옵션을 위해 추구되고 있습니다. 이러한 경로는 사실상 제로 온실 가스 및 기준 오염 물질 배출을 초래합니다.
잠재적인 위해 시너지와 재생 가능 에너지 발전
수소 생산을 통해 전기 분해를 제공할 수 있습 기회를 위한 시너지를 가진 변수가 발전하는 특징의 일부를 재생 가능 에너지 기술입니다. 예를 들어,풍력 발전의 비용은 계속 하락했지만,바람의 고유 한 변동성은 풍력의 효과적인 사용에 장애가됩니다., 수소 연료 전력 세대에 통합될 수 있에서 바람 농장할 수 있도록 이동하는 생산하는 가장 일치하는 리소스의 가용성과 시스템을 운영상의 요구 및 시장의 요소입니다. 또한,시간의 과도 전력 생산에서 바람 농장,대신 curtailing 와 전기 일반적으로 수행,사용하는 것이 가능하이 초과 전기를 생산하는 수소 전기 분해를 통해.참고하는 것이 중요합니다…,
- 오늘날의 그리드 전기하지 않는 이상적인 소스를 위한 전기의 전기 때문에 대부분의 전력 생성 기술을 사용하여 발생한 온실가스 배출량과 에너지를 많이 사용합니다. 전력 세대 사용하여 재생 또는 원자력 에너지 기술,어느 별도에서,그리드 또는 성분 그리드의 혼합이 가능한 옵션은 이러한 한계를 극복을 위한 수소 생산을 통해 전기.<리>미국, 부서의 에너지와 다른 사람이 계속 노력하여 비용을 가져올의 재생 가능-기반으로 전기를 생산하고 개발 효율적인 석탄 기반 전력 생산된 탄소 포집,이용,저장할 수 있습니다. 예를 들어 풍력 기반 전기 생산은 미국과 전 세계적으로 빠르게 성장하고 있습니다.
연구에 초점을 맞추고 도전을 극복
- 을 줄이는 자본비용의 electrolyzer 단위의 균형 시스템,그리고 에너지 효율 향상을 변환하는 전기 수소이다.,
- 통합 압축으로 전해 비용을 피하기 위해 별도의 수소 압축기하는 데 필요한 압력이 증가한 수소 저장합니다.
