Jak se svět posouvá směrem k čisté a udržitelné energii, výroba vodíku se stal klíčovým ohniskem ve snaze o dekarbonizaci. Elektrolýza je jednou z nejslibnějších metod výroby zelený vodík, a různé elektrolyzér technologie se používají k přeměně vody na vodík. Níže je uveden rychlý přehled hlavních technologií elektrolyzéru se zdůrazněním rozdílů a výhod se zvláštním zaměřením na PEM a Elektrolyzéry AEM.
1. Alkalický elektrolyzér (AEC)
Nejvyspělejší a nejrozšířenější technologie elektrolyzéru, AEC je v provozu desítky let. Jako elektrolyt používá kapalný alkalický roztok, typicky hydroxid draselný (KOH). Přestože je AEC spolehlivý a nákladově efektivní, má nižší účinnost ve srovnání s jinými moderními technologiemi a obvykle pracuje při nižší proudové hustotě.
2.Proton Exchange Membrane Electrolyzer (PEM)
PEM elektrolyzéry představují pokročilejší a účinnější technologii pro výroba vodíku. Ty používají jako elektrolyt pevnou polymerní membránu a jsou schopny pracovat při vyšších proudových hustotách a tlacích než systémy AEC. PEM elektrolyzéry jsou zvláště vhodné pro integraci obnovitelných zdrojů energie, protože dokážou rychle reagovat na kolísavé příkony ze zdrojů, jako je slunce a vítr. Mají také vyšší účinnost, pokud jde o přeměnu energie, což z nich dělá klíčovou technologii budoucnosti výroba vodíku.
3. Anion Exchange Membrane Electrolyzer (AEM)
Elektrolyzéry AEM jsou nově vznikající technologií, která využívá an anexová membrána pro usnadnění procesu elektrolýzy. Tato membrána umožňuje transport hydroxidových iontů (OH-) místo protonů (H+), což z nich dělá slibnou alternativu PEM elektrolyzéry. Elektrolyzéry AEM sdílet mnoho výhod Technologie PEM, včetně vysoké účinnosti, kompaktní velikosti a schopnosti pracovat s obnovitelnými zdroji energie. Klíčovým přínosem AEM je jeho potenciál pro snížení nákladů, protože může pro elektrody používat levnější materiály, jako jsou neušlechtilé kovy.
4. Elektrolyzér pevných oxidů (SOEC)
SOEC je technologie vysokoteplotní elektrolýzy, která pracuje při teplotách 700–1000 °C. Tato vysoká teplota umožňuje vyšší účinnost díky využití elektřiny i tepla pro proces elektrolýzy. Zatímco SOEC má velký potenciál z hlediska účinnosti, jeho vysoká provozní teplota vyžaduje pokročilé materiály a je méně vhodná pro přerušované obnovitelné zdroje energie.
Závěr: PEM vs. AEM – budoucnost elektrolýzy
Zatímco všechny výše uvedené elektrolyzérové technologie mají své výhody, budoucnost výroba zeleného vodíku bude pravděpodobně formován PEM a Elektrolyzéry AEM.
PEM elektrolyzéry jsou již široce přijaty v průmyslu díky jejich účinnosti, flexibilitě a schopnosti pracovat s obnovitelnými zdroji energie. Poskytují vynikající výkon i za proměnlivých provozních podmínek a nabízejí vysoce čistý vodík.
Elektrolyzéry AEM získávají na popularitě, protože nabízejí stejné výhody jako PEM, ale za nižší náklady díky možnosti použití levnějších materiálů. Elektrolyzéry AEM jsou stále ve vývoji, ale jejich pokrok je slibný a mohou se stát konkurenční alternativou PEM v blízké budoucnosti.
Závěrem oboje PEM a Elektrolyzéry AEM jsou připraveny hrát klíčovou roli v budoucnosti udržitelného rozvoje výroba vodíku. Klíč k výběru správné technologie bude záviset na konkrétních případech použití, úvahy o nákladecha integrace s systémy obnovitelné energie.
