직류를 통해 물 분자는 분리되어 산소와 수소를 생성한 다음 전해 전지의 양극과 음극에서 각각 분리됩니다. 이 과정을 물 전기분해라고 합니다. 수전해 수소발생은 전해조 다이어프램(SOEC)의 다양한 재질에 따라 알칼리수전해(AE), 양성자교환막(PEM) 수전해, 고온 고체산화물 수전해로 구분되는 경우가 많다.
알칼리수 전기분해 수소생산
석면은 가스를 분리하는 알칼리 수전해 수소 발생 전해조의 격막의 대부분을 구성합니다. 물을 분해하여 수소와 산소를 발생시키는 Ni-Mo 합금 등의 금속합금이 양극과 음극의 대부분을 이루고 있다. 산업용 알칼리 수 전해조는 일반적으로 KOH 용액을 전해질로 사용합니다. 질량 분율 범위는 20퍼센트에서 30퍼센트입니다. 작동 온도는 70도에서 80도입니다. 작동 전류 밀도는 약 0.25A/cm2입니다. 가스 압력 범위는 0.1 MPa ~ 3.0 MPa입니다. 효율성은 62%에서 82%에 이릅니다. 알칼리수 전기분해를 통해 수소를 생산하는 기술은 잘 개발되어 있으며 시작 및 운영 비용이 낮지만 잿물 손실, 부식 및 높은 에너지 사용과 같은 단점이 있습니다. 알칼리 수전해 수소 발생은 수전해 장치 개발에 대한 국내외 연구의 초점이다.
PEM 물 전기 분해 수소 생산
PEM 물 전해조의 주요 구성 요소는 내부에서 외부로 양성자 교환막, 음극 및 양극 촉매층, 음극 및 양극 가스 확산층, 음극 및 양극 종판 등입니다. 그 중 확산층, 촉매층 및 양성자 교환막은 막전극을 형성하며 전체 물 전해조의 물질 전달 및 전기화학 반응의 주요 장소이다. PEM 물 전해조의 성능과 수명은 멤브레인 전극의 특성과 구조에 직접적인 영향을 받습니다.
차이점
알칼리성 수전해 수소 생산과 비교하여 PEM 수전해 수소 생산은 더 높은 작동 전류 밀도, 더 높은 전체 효율, 더 높은 수소 가스 분율, 더 높은 가스 생산 압력, 더 빠른 동적 응답 속도를 가지며 재생 에너지 발전의 변동에 적응할 수 있습니다. , 그것은 매우 유망한 물 전기 분해 수소 생산 기술로 간주됩니다. 현재 PEM 물 전기분해 수소 생산 기술은 수소 충전소 현장 수소 생산, 풍력과 같은 재생 에너지원에서 수소 생산을 위한 물 전기 분해, 에너지 저장과 같은 분야에서 실증되고 점차 추진되고 있습니다.
