Καθώς ο κόσμος κινείται προς την καθαρή και βιώσιμη ενέργεια, παραγωγή υδρογόνου έχει γίνει βασικός άξονας στην αναζήτηση της απανθρακοποίησης. Ηλεκτρόλυση είναι μια από τις πιο υποσχόμενες μεθόδους παραγωγής πράσινο υδρογόνο, και διάφορα ηλεκτρολύτης χρησιμοποιούνται τεχνολογίες για τη μετατροπή του νερού σε υδρογόνο. Ακολουθεί μια γρήγορη επισκόπηση των κύριων τεχνολογιών ηλεκτρολύτη, τονίζοντας τις διαφορές και τα πλεονεκτήματα, με ιδιαίτερη έμφαση στα PEM και Ηλεκτρολυτές ΑΕΜ.
1. Αλκαλικός ηλεκτρολύτης (AEC)
Η πιο ώριμη και ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία ηλεκτρολύτη, AEC λειτουργεί εδώ και δεκαετίες. Χρησιμοποιεί ένα υγρό αλκαλικό διάλυμα, συνήθως υδροξείδιο του καλίου (ΚΟΗ), ως ηλεκτρολύτη. Αν και αξιόπιστη και οικονομικά αποδοτική, η AEC έχει χαμηλότερη απόδοση σε σύγκριση με άλλες σύγχρονες τεχνολογίες και συνήθως λειτουργεί με χαμηλότερη πυκνότητα ρεύματος.
2.Ηλεκτρολύτης μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEM)
Ηλεκτρολυτές PEM αντιπροσωπεύουν μια πιο προηγμένη και αποτελεσματική τεχνολογία για παραγωγή υδρογόνου. Αυτά χρησιμοποιούν μια συμπαγή πολυμερή μεμβράνη ως ηλεκτρολύτη και είναι ικανά να λειτουργούν σε υψηλότερες πυκνότητες και πιέσεις ρεύματος από τα συστήματα AEC. Ηλεκτρολυτές PEM είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, καθώς μπορούν να ανταποκριθούν γρήγορα σε κυμαινόμενες εισροές ενέργειας από πηγές όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια. Έχουν επίσης υψηλότερη απόδοση όσον αφορά τη μετατροπή ενέργειας, καθιστώντας τα βασική τεχνολογία για το μέλλον παραγωγή υδρογόνου.
3. Ηλεκτρολύτης μεμβράνης ανταλλαγής ανιόντων (ΑΕΜ)
Ηλεκτρολυτές ΑΕΜ είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία που χρησιμοποιεί ένα μεμβράνη ανταλλαγής ανιόντων για τη διευκόλυνση της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης. Αυτή η μεμβράνη επιτρέπει τη μεταφορά ιόντων υδροξειδίου (OH-) αντί των πρωτονίων (H+), καθιστώντας τα μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση Ηλεκτρολυτές PEM. Ηλεκτρολυτές ΑΕΜ μοιράζονται πολλά πλεονεκτήματα με Τεχνολογία PEM, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής απόδοσης, του συμπαγούς μεγέθους και της ικανότητας λειτουργίας με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Το βασικό όφελος του ΑΕΜ είναι οι δυνατότητές του για μείωση του κόστους, καθώς μπορεί να χρησιμοποιήσει λιγότερο ακριβά υλικά, όπως μη πολύτιμα μέταλλα, για τα ηλεκτρόδια.
4. Ηλεκτρολύτης στερεού οξειδίου (SOEC)
SOEC είναι μια τεχνολογία ηλεκτρόλυσης υψηλής θερμοκρασίας που λειτουργεί σε θερμοκρασίες 700–1000°C. Αυτή η υψηλή θερμοκρασία επιτρέπει υψηλότερη απόδοση χρησιμοποιώντας τόσο ηλεκτρική ενέργεια όσο και θερμότητα για τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης. Ενώ SOEC έχει μεγάλες δυνατότητες όσον αφορά την απόδοση, η υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας του απαιτεί προηγμένα υλικά και το καθιστά λιγότερο κατάλληλο για διαλείπουσες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Συμπέρασμα: PEM εναντίον ΑΕΜ - Ο Μελλοντικός του Ηλεκτρόλυση
Ενώ όλα τα παραπάνω τεχνολογίες ηλεκτρολύτη έχουν τα πλεονεκτήματά τους, το μέλλον του παραγωγή πράσινου υδρογόνου είναι πιθανό να διαμορφωθεί από PEM και Ηλεκτρολυτές ΑΕΜ.
Ηλεκτρολυτές PEM έχουν ήδη υιοθετηθεί ευρέως στη βιομηχανία λόγω της αποτελεσματικότητάς τους, της ευελιξίας και της ικανότητάς τους να λειτουργούν με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Παρέχουν εξαιρετική απόδοση ακόμη και υπό μεταβλητές συνθήκες λειτουργίας και προσφέρουν υδρογόνο υψηλής καθαρότητας.
Ηλεκτρολυτές ΑΕΜ κερδίζουν έλξη επειδή προσφέρουν τα ίδια πλεονεκτήματα με PEM, αλλά με χαμηλότερο κόστος λόγω της δυνατότητας χρήσης φθηνότερων υλικών. Ηλεκτρολυτές ΑΕΜ εξακολουθούν να αναπτύσσονται, αλλά η πρόοδός τους είναι πολλά υποσχόμενη και μπορεί να γίνουν μια ανταγωνιστική εναλλακτική PEM στο εγγύς μέλλον.
Συμπερασματικά και τα δύο PEM και Ηλεκτρολυτές ΑΕΜ είναι έτοιμες να διαδραματίσουν κρίσιμο ρόλο στο μέλλον της βιώσιμης παραγωγή υδρογόνου. Το κλειδί για την επιλογή της σωστής τεχνολογίας θα εξαρτηθεί από συγκεκριμένες περιπτώσεις χρήσης, εκτιμήσεις κόστους, και την ενσωμάτωση με ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
