Au moyen du courant continu, les molécules d'eau sont séparées pour produire de l'oxygène et de l'hydrogène, qui sont ensuite séparés respectivement de l'anode et de la cathode de la cellule électrolytique. Ce processus est connu sous le nom d'électrolyse de l'eau. La génération d'hydrogène par électrolyse de l'eau est souvent séparée en électrolyse de l'eau alcaline (AE), électrolyse de l'eau à membrane échangeuse de protons (PEM) et électrolyse de l'eau à oxyde solide à haute température en fonction des différents matériaux du diaphragme de l'électrolyseur (SOEC).
Production d'hydrogène par électrolyse d'eau alcaline
L'amiante constitue la majorité du diaphragme de l'électrolyseur de génération d'hydrogène par électrolyse alcaline de l'eau, qui sépare les gaz. Les alliages métalliques, tels que l'alliage Ni-Mo, etc., qui décomposent l'eau pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène, constituent la majorité de la cathode et de l'anode. Les électrolyseurs d'eau alcalins industriels utilisent généralement une solution de KOH comme électrolyte; leur fraction massique varie de 20 % à 30 % ; leur température de fonctionnement est de 70 degré à 80 degré ; leur densité de courant de travail est d'environ 0,25 A/cm2 ; et leur pression de gaz varie de 0,1 MPa à 3,0 MPa. L'efficacité varie de 62% à 82%. La technologie de production d'hydrogène par électrolyse alcaline de l'eau est bien développée et a de faibles coûts de démarrage et d'exploitation, mais elle présente des inconvénients tels que la perte de lessive, la corrosion et la consommation d'énergie élevée. La génération d'hydrogène par électrolyse de l'eau alcaline est au centre de la recherche nationale et internationale sur le développement d'équipements d'électrolyseur d'eau.
Production d'hydrogène par électrolyse de l'eau PEM
Les principaux composants de l'électrolyseur d'eau PEM sont la membrane échangeuse de protons, la couche catalytique de cathode et d'anode, la couche de diffusion de gaz de cathode et d'anode, les plaques d'extrémité de cathode et d'anode, etc. de l'intérieur vers l'extérieur. Parmi eux, la couche de diffusion, la couche catalytique et la membrane échangeuse de protons forment l'électrode à membrane, qui est le lieu principal pour la transmission matérielle et la réaction électrochimique de l'ensemble de l'électrolyseur à eau. Les performances et la durée de vie de l'électrolyseur d'eau PEM sont directement impactées par les propriétés et la structure de l'électrode à membrane.
Différences
Par rapport à la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau alcaline, la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau PEM a une densité de courant de travail plus élevée, une efficacité globale plus élevée et une fraction d'hydrogène gazeux plus élevée, une pression de production de gaz plus élevée, une vitesse de réponse dynamique plus rapide et peut s'adapter à la fluctuation de la production d'énergie renouvelable. , il est considéré comme une technologie de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau très prometteuse. À l'heure actuelle, la technologie de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau PEM a été démontrée et progressivement promue dans des domaines tels que la production d'hydrogène sur site dans les stations de ravitaillement en hydrogène, l'électrolyse de l'eau pour la production d'hydrogène à partir de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie éolienne et le stockage d'énergie.
