Четыре технических маршрута получения водорода электролизом воды
Зеленый водород получают путем электролиза воды. В настоящее время на рынке существует четыре основных технических направления: щелочной электролиз (АЛК), электролиз с протонообменной мембраной (ПЕМ), твердооксидный электролиз (СОЭК) и анионообменная мембрана (АЕМ).
Технология щелочного электролиза (АЛК) является наиболее зрелой технологией в области электролиза воды. Основной принцип заключается в том, что вода разлагается на водород и кислород посредством электрохимических реакций под действием электрического тока, и оба эти вещества осаждаются на катоде и аноде электролизера соответственно.
Принцип работы электролиза ПЕМ заключается в том, что вода разлагается на ионы кислорода и водорода (H+) посредством катализа на аноде. Ионы водорода затем проходят через диафрагму электролита к катоду и захватывают электроны на катоде, образуя водород. После завершения реакции водород и кислород собираются и транспортируются через биполярные пластины анода и катода соответственно; эта технология в настоящее время находится на ранней стадии коммерциализации. Основные компоненты включают полимерные пленки с превосходной способностью к обмену протонов, а также анодные и катодные слои катализатора, которые плотно прикреплены к обеим сторонам пленки электролита.
Электролизер АЭМ, являющийся новым типом электролизного оборудования, использует катионообменную мембрану в качестве диафрагмы и может работать в более широком диапазоне рН.
Электролизер СОЭК представляет собой высокотемпературный электролизный аппарат. Принцип производства водорода заключается в использовании твердых оксидов в качестве электролитов и работе в условиях высоких температур для достижения электрохимического разложения воды или углекислого газа.