Elektrolizörler, suyu veya diğer elektrolitleri hidrojen ve oksijene ayırmak için elektrik kullanan cihazlardır. Elektroliz adı verilen bir işlem uygularlar. Her biri kendi avantajları, dezavantajları ve özellikleri olan çeşitli elektrolizör teknolojileri mevcuttur.
Ana kategoriler #
Aşağıdaki liste, genel bir bakış sağlamak için yaygın olarak kullanılan bazı elektrolizör teknolojilerini özetlemektedir:
- Alkalin Elektrolizörler: Elektroliz işlemi için sıvı bir alkali elektrolit, tipik olarak bir potasyum hidroksit (KOH) çözeltisi kullanırlar. Sistemler nispeten yüksek sıcaklıklarda çalışır ve genellikle 10-30 bar(g) orta basınçlarda hidrojen üretir. Birkaç on yıldır kullanılıyorlar. Alkalin elektrolizörler verimli, dayanıklı ve nispeten düşük maliyetlidir. Bazı varyantlar, ortam basıncının hemen üzerinde hidrojen üretir.
- Proton Değişim Membran Elektrolizörü (PEM): PEM elektrolizörleri, protonların (H+) taşınmasına seçici olarak izin veren Nafion gibi katı bir polimer elektrolit membran kullanır. PEM elektrolizörleri, alkali elektrolizörlere kıyasla daha düşük sıcaklıklarda ve 30-40 bar(g) daha yüksek basınçlarda çalışır. Dinamik çalışma için hızlı tepki süreleri, yüksek verimlilik ve esneklik sunarlar. Aşağıdaki resim, bir FLEXI HyCo depolama sıkıştırma cihazı ile birlikte laboratuvar ölçekli bir versiyonu göstermektedir.
- Katı Oksit Elektrolizör Hücresi: Bu tip elektrolizör, tipik olarak 600 ° C’nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda çalışır ve itriya ile stabilize edilmiş zirkonya (YSZ) gibi katı bir seramik elektrolit kullanır. Teknoloji, tersine çevrilebilir olma avantajına sahiptir, yani bir elektrolizör makinesi aynı zamanda hidrojenden elektrik üretebilen bir yakıt hücresidir.
- Anyon Değişim Membranı (AEM) Elektrolizörleri: AEM elektrolizörleri, elektrolit olarak bir anyon değişim membranı kullanır. AEM elektrolizörleri, hidrojen üretimi alanında gelişmekte olan bir teknolojidir ve diğer elektrolizör teknolojilerine göre potansiyel avantajları, özellikle de diğer teknolojiler gibi nadir metallere ihtiyaç duymamaları nedeniyle dikkat çekmektedir.
- Fotoelektrokimyasal Elektrolizör: Bu teknoloji, su ayırma reaksiyonunu yürütmek için ışık emici yarı iletkenleri ve elektrokimyasal işlemleri birleştirir. Elektrolizörler, elektroliz için gereken elektriği üretmek için güneş enerjisini kullanır ve harici bir güç kaynağına olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Uygulama #
Günümüzün endüstri gelişiminin nispeten erken aşamasında, her uygulama için net bir teknoloji tercihi ortaya çıkmamıştır. Bununla birlikte, her teknoloji için tipik uygulamalar aşağıda özetlenmiştir:
- Alkali Elektrolizörler , büyük ölçekli endüstriyel uygulamalarda ve hidrojen üretimi için yaygın olarak kullanılır, ancak yenilenebilir enerji kaynaklarıyla bağlantılı olarak yeni versiyonlar da kullanılabilir.
- PEM elektrolizörleri , yenilenebilir enerji depolama, hidrojen yakıt istasyonları ve küçük ölçekli dağıtılmış sistemler dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için uygundur.
- Katı Oksit Elektrolizör Hücresi genellikle aşırı atık ısı veya yenilenebilir enerji gibi yüksek sıcaklıktaki ısı kaynaklarının mevcut olduğu büyük ölçekli uygulamalar için uygun bir teknoloji olarak tanımlanır. Bloom Energy şirketi bu teknolojiyi sunuyor ve buna dayalı olarak nispeten büyük elektrolizörler kurdu.
- Anyon Değişim Membranı (AEM) Elektrolizörleri , günümüzde ticari olarak temin edilebilen tek bir çözümü olan gelişmekte olan bir teknolojidir. GRZ projesindeki AEM uygulamasına örnek olarak EWB projesi verilebilir.
- Fotoelektrokimyasal Elektrolizör hala gelişimin erken bir aşamasındadır, ancak sürdürülebilir ve doğrudan güneş enerjisiyle çalışan hidrojen üretimi için söz sahibidir.
Son #
Her elektrolizör teknolojisinin verimlilik, çalışma koşulları, ölçeklenebilirlik ve maliyet dahil olmak üzere kendi avantajları vardır. Elektrolizör teknolojisinin seçimi, uygulama, üretim ölçeği, mevcut altyapı ve sistemin özel gereksinimleri gibi faktörlere bağlıdır. GRZ, laboratuvardan MW ölçeğine kadar farklı üreticileri entegre etmiştir ve projenizi başarıyla gerçekleştirmenize yardımcı olabilir.
