Παραγωγή υδρογόνου από ηλεκτρόλυση νερού υδρογόνου

Η άνοδος του ηλεκτρολυμένου νερού PEM πρέπει να είναι ανθεκτική στη διάβρωση του όξινου περιβάλλοντος και στην υψηλή δυναμική διάβρωση και πρέπει να έχει μια κατάλληλη δομή πόρων για να επιτρέψει την διέλευση του αερίου και του νερού. Περιορισμένη από τις συνθήκες αντίδρασης της ηλεκτρόλυσης νερού PEM, τα υλικά ηλεκτροδίων μεμβράνης (όπως τα υλικά άνθρακα) που χρησιμοποιούνται συνήθως σε κύτταρα καυσίμου PEM δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ανόδους για ηλεκτρόλυση νερού. Το 3M έχει αναπτύξει ηλεκτρόδιο λεπτού φιλμ νανοδομής (NSTF). Η κάθοδος και η άνοδος χρησιμοποιούν καταλύτες IR και PT αντίστοιχα, με χωρητικότητα φόρτωσης 0,25 mg/cm2. Μπορεί να λειτουργήσει σταθερά σε όξινα περιβάλλοντα και υψηλές δυνητικές συνθήκες και η δομή της συστοιχίας που μοιάζει με ράβδο στην επιφάνεια είναι ευνοϊκή για τη βελτίωση της διασποράς επιφάνειας του καταλύτη.

Η βασική αρχή της παραγωγής υδρογόνου με ηλεκτρόλυση του νερού είναι ότι τα μόρια του νερού διαχωρίζονται κάτω από τη δράση του άμεσου ρεύματος για την παραγωγή οξυγόνου και υδρογόνου, τα οποία διαχωρίζονται από την άνοδο και την κάθοδο του ηλεκτρολύτη αντίστοιχα. Το PEM Water Electrolyzer χρησιμοποιεί PEM μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων ως ηλεκτρολύτη και καθαρό νερό ως αντίδραση.

Λόγω της χαμηλής διαπερατότητας υδρογόνου του ηλεκτρολύτη PEM, η καθαρότητα του παραγόμενου υδρογόνου είναι υψηλή και μόνο οι υδρατμοί πρέπει να αφαιρεθούν, η διαδικασία είναι απλή και η ασφάλεια είναι υψηλή. Το ηλεκτρολυτικό κύτταρο υιοθετεί μια δομή μηδενικού βήματος και η ωμική αντίσταση είναι χαμηλή, η οποία βελτιώνει σημαντικά τη συνολική αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης και ο όγκος είναι πιο συμπαγής. Το εύρος ελέγχου πίεσης είναι μεγάλη και η πίεση εξόδου υδρογόνου μπορεί να φτάσει σε διάφορα MPA, η οποία είναι κατάλληλη για την ταχέως μεταβαλλόμενη εισροή ενέργειας ανανεώσιμης ενέργειας.