Good Mood

cum funcționează?

ca și celulele de combustibil, electrolizerii constau dintr-un anod și un catod separat de un electrolit. Diferitele electrolize funcționează în moduri ușor diferite, în principal datorită tipului diferit de material electrolitic implicat.

electroliți cu membrană polimerică electroliză

într-un electrolit cu membrană polimerică (PEM) electroliză, electrolitul este un material plastic solid de specialitate.apa reacționează la anod pentru a forma oxigen și ioni de hidrogen încărcați pozitiv (protoni).,

electronii curg printr-un circuit extern și ionii de hidrogen se deplasează selectiv de-a lungul PEM la catod.

la catod, ionii de hidrogen se combină cu electronii din circuitul extern pentru a forma hidrogen gazos. Anod de Reacție: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e – Catod Reacție: 4H+ + 4e- → 2H2

Alcalin Electrolyzers

Alcalin electrolyzers operează prin intermediul transportului de ioni de hidroxid (OH-) prin electrolit de la catod la anod cu hidrogen generat pe catod parte., Electrolizerii care utilizează o soluție alcalină lichidă de hidroxid de sodiu sau potasiu ca electrolit sunt disponibili comercial de mai mulți ani. Abordări mai noi folosind membrane solide de schimb alcalin ca electrolit arată promisiune pe scara de laborator.electrolizoarele de oxid Solid, care utilizează un material ceramic solid ca electrolit care conduce selectiv ionii de oxigen încărcați negativ (O2 -) la temperaturi ridicate, generează hidrogen într-un mod ușor diferit.,apa de la catod se combină cu electronii din circuitul extern pentru a forma hidrogen gazos și ioni de oxigen încărcați negativ.

ionii de oxigen trec prin membrana ceramică solidă și reacționează la anod pentru a forma gaz de oxigen și a genera electroni pentru circuitul extern.

Solid de oxid de electrolyzers trebuie să funcționeze la temperaturi suficient de ridicate pentru solid de oxid de membrane pentru a funcționa corect (aproximativ 700°-800°C, comparativ cu PEM electrolyzers, care operează la 70°-90°C, comerciale și alcaline electrolyzers, care operează la 100°-150°C)., Electrolizoarele cu oxid solid pot utiliza în mod eficient căldura disponibilă la aceste temperaturi ridicate (din diverse surse, inclusiv energia nucleară) pentru a reduce cantitatea de energie electrică necesară pentru a produce hidrogen din apă.

de ce este luată în considerare această cale?

hidrogenul produs prin electroliză poate duce la zero emisii de gaze cu efect de seră, în funcție de sursa de energie electrică utilizată., Sursa energiei electrice necesare – inclusiv costul și eficiența acesteia, precum și emisiile rezultate din producerea de energie electrică—trebuie luate în considerare la evaluarea beneficiilor și a viabilității economice a producției de hidrogen prin electroliză. În multe regiuni ale țării, rețeaua electrică de astăzi nu este ideală pentru furnizarea energiei electrice necesare pentru electroliză din cauza gazelor cu efect de seră eliberate și a cantității de combustibil necesare datorită eficienței scăzute a procesului de generare a energiei electrice., Producția de hidrogen prin electroliză este urmărită pentru opțiunile de energie regenerabilă (eoliană) și nucleară. Aceste căi au ca rezultat practic zero emisii de gaze cu efect de seră și criterii poluante.potențialul de sinergie cu generarea de energie regenerabilă producția de hidrogen prin electroliză poate oferi oportunități de sinergie cu generarea de energie variabilă, caracteristică unor tehnologii de energie regenerabilă. De exemplu, deși costul energiei eoliene a continuat să scadă, variabilitatea inerentă a vântului este un impediment pentru utilizarea eficientă a energiei eoliene., Combustibilul pe bază de hidrogen și generarea de energie electrică ar putea fi integrate într-un parc eolian, permițând flexibilitatea de a transfera producția pentru a se potrivi cel mai bine disponibilității resurselor cu nevoile operaționale ale sistemului și cu factorii de piață. De asemenea, în perioadele de producție excesivă de energie electrică din parcurile eoliene, în loc să reducă energia electrică așa cum se face în mod obișnuit, este posibil să se utilizeze acest exces de energie electrică pentru a produce hidrogen prin electroliză.

este important să rețineți…,electricitatea din rețeaua de astăzi nu este sursa ideală de energie electrică pentru electroliză, deoarece cea mai mare parte a energiei electrice este generată folosind tehnologii care duc la emisii de gaze cu efect de seră și sunt mari consumatoare de energie. Generarea de energie electrică utilizând tehnologii de energie regenerabilă sau nucleară, fie separate de rețea, fie ca o parte în creștere a mixului de rețea, este o posibilă opțiune pentru a depăși aceste limitări pentru producția de hidrogen prin electroliză.

SUA, Departamentul de energie și alții continuă eforturile de a reduce costul producției de energie electrică bazată pe surse regenerabile și de a dezvolta o producție mai eficientă de energie electrică pe bază de cărbune, cu captarea, utilizarea și stocarea carbonului. Producția de energie electrică bazată pe vânt, de exemplu, crește rapid în Statele Unite și la nivel global.

Cercetarea se concentrează pe depășirea provocărilor

• reducerea costului de capital al unității de electroliză și echilibrul sistemului și îmbunătățirea eficienței energetice pentru transformarea energiei electrice în hidrogen.,
• integrarea compresiei în electrolizator pentru a evita costul unui compresor separat de hidrogen necesar pentru creșterea presiunii pentru stocarea hidrogenului.