V procesu elektrolýzy vody pro výrobu vodíku,Protonová výměnná membrána (PEM)elektrolyzéry aAnion Exchange Membrane (AEM) elektrolyzérynabízí odlišné funkce a výhody aplikace. Zde je přehled jejich hlavních rozdílů:
Materiál membrány
PEMElektrolyzérypoužívají membrány pro výměnu protonů, typicky vyrobené z perfluorsulfonových polymerů, jako jsouProtoneXnebo Nafion, které vedou protony (H+).
Elektrolyzéry AEMpoužívat aniontoměničové membrány, často vyrobené z polymerů s kladně nabitými funkčními skupinami, jako je polystyrensulfonát (PSSA), polysulfonsulfonát (PSA), polyethersulfonsulfonát (PES-SA) a další, vodivé hydroxidové ionty (OH-).
Elektrolyt
PEMElektrolyzérytypicky pracovat s čistou vodou nebo zředěnými kyselými roztoky.
Elektrolyzéry AEMmohou používat zředěné alkalické roztoky nebo čistou vodu, což nabízí větší flexibilitu při výběru materiálu.
Katalyzátory
PEM elektrolyzéryvyžadují katalyzátory, které vydrží kyselé prostředí. Platina (Pt) se běžně používá pro vývoj vodíku na katodě, zatímco oxid iridium (IrO2) se používá pro vývoj kyslíku na anodě.
Elektrolyzéry AEMmohou používat katalyzátory z jiných než drahých kovů v alkalickém prostředí, což pomáhá snižovat náklady.
Provozní prostředí
PEM elektrolyzérypracovat v kyselých podmínkách, což vyžaduje materiály s vysokou odolností vůči kyselinám a chemickou stabilitou.
Elektrolyzéry AEMfungují v alkalickém prostředí, což umožňuje použití širšího spektra materiálů, včetně levnějších, nekorozivních a drahých kovů.
Efektivita a náklady
PEM elektrolyzéryjsou považovány za vysoce účinné díky své vysoké proudové hustotě a schopnosti produkovat vysoce čistý vodík, i když bývají dražší.
Elektrolyzéry AEMkombinují nákladové výhody alkalické elektrolýzy s jednoduchou účinností systémů PEM a nabízejí výhody, jako je rychlé spouštění a nízká spotřeba energie.
Technologická vyspělost
PEM elektrolyzéryjsou relativně vyspělé a již byly komercializovány pro výrobu vodíku a aplikace palivových článků.
Elektrolyzéry AEMjsou stále ve fázi vývoje. I když nabízejí nízké náklady a snadný provoz, je zapotřebí dalšího výzkumu, aby se zlepšila životnost produktu a škálovatelnost pro výrobu vodíku.
Návrh systému
PEM elektrolyzéryvyžadují pečlivé zvážení chemické stability a mechanické pevnosti protonové výměnné membrány, stejně jako trvanlivost katalyzátorů z drahých kovů.
Elektrolyzéry AEMvyžadují pozornost membránové vodivosti, alkalické stabilitě a výběru katalyzátorů a materiálů, které jsou kompatibilní s alkalickým prostředím.
Aplikační potenciál
PEM elektrolyzéryjsou ideální pro aplikace vyžadující vysoce čistý vodík, jako jsou zdroje vodíku pro palivové články.
Elektrolyzéry AEMmají velký potenciál ve velkovýrobě obnovitelného vodíku díky jejich nízkým nákladům a snadnému provozu při integraci s obnovitelnými zdroji energie.
Stručně řečeno, elektrolyzéry PEM i AEM mají své jedinečné přednosti. Volba mezi těmito dvěma technologiemi závisí na konkrétních potřebách aplikace, analýze nákladové efektivity a provozních podmínkách. Jak výzkum postupuje, inovace v materiálech AEM a návrhech systémů mohou otevřít nové tržní příležitosti pro velkovýrobu vodíku.
