Hlavnou metódou prípravy generátorov vodíka-kyslíka je elektrolýza vody. Princíp jeho fungovania spočíva v použití nízkonapäťového jednosmerného prúdu na elektrolýzu vody (H2O), aby sa vytvorila zmes vodíka a kyslíka (tj Brownov plyn). Tento proces sa zvyčajne vykonáva v elektrolytickom článku obsahujúcom elektrolyty, ako je hydroxid draselný (KOH) alebo hydroxid sodný (NaOH), a pozostáva z výkonového modulu, elektrolytického článku, systému na separáciu plynu-kvapalín a bezpečnostného ovládacieho zariadenia.
Elektrolýza vody na výrobu vodíka zahŕňa hlavne alkalickú elektrolýzu (AE), elektrolýzu na protónovej výmennej membráne (PEME) a elektrolýzu pevných oxidov (SOE). Spomedzi nich technológia SOE využíva elektrolýzu pary, pracuje pri vysokých teplotách a má teoreticky najvyššiu energetickú účinnosť, ale táto technológia je stále v štádiu laboratórneho výskumu a vývoja.
V mojej krajine je priemyselná aplikácia technológie elektrolýzy vody charakterizovaná AE ako hlavnou metódou a PEME ako doplnkovou metódou. moja krajina má významný podiel na svetovom trhu so zariadeniami na výrobu vodíka alkalickou elektrolýzou (AE). Keďže sa očakáva, že elektrolýza vody na výrobu vodíka na báze obnoviteľnej energie- sa v budúcnosti stane bežnou metódou, technológia výroby vodíka pomocou alkalickej elektrolýzy vody sa postupne vyvíja smerom k väčším kapacitám. Zariadenie na výrobu vodíka PEME na úrovni MW-je v súčasnosti vo vývoji a očakáva sa, že bude uvedené na trh v priebehu 1-2 rokov.
Pokiaľ ide o technológiu výroby AE vodíka, zameriavame sa na vývoj vysoko aktívnych,{0}}katalytických elektród na vývoj vodíka a kyslíka s dlhou životnosťou, nových membrán s vysokou -plynom-, s nízkou -odolnosťou a ekologických membrán; optimalizácia konštrukcie štruktúry prúdového poľa elektrolyzérov; a vývoj elektrolyzérov s nulovou-medzerou, vysokotlakových{5}}zariadení na výrobu vodíka a veľkých-systémov na výrobu vodíka z obnoviteľných zdrojov. Pokiaľ ide o technológiu výroby vodíka PEME, pozornosť sa sústreďuje na vývoj vysoko-výkonných katalyzátorov s nízkymi-vzácnymi{10}}kovmi, membránových elektród s vysokou{11}}odolnosťou a domácky vyrobených protónových výmenných membrán; a výskum technológií-systémovej integrácie na úrovni MW a{13}}tepelného manažmentu plynu. Počas obdobia 14. päťročného-plánu sa zameriame na podporu demonštrácie a aplikácie veľkokapacitnej{17}}technológie výroby vodíka AE so zameraním na riešenie kľúčových výziev v technológii výroby vodíka PEME a posilnenie integrovanej aplikácie týchto dvoch technológií a demonštráciu elektro-vodíkových systémov.
Elektrolýza vody na výrobu vodíka má dlhú históriu, prvýkrát sa uskutočnila v roku 1800, pričom prvý priemyselný elektrolyzér sa objavil v roku 1902. Medzi kľúčové míľniky v modernom technologickom vývoji patria: zlepšenie protónových výmenných membrán spoločnosťou DuPont v roku 1962; Uvedenie alkalických elektrolyzérov NEL bez -azbestovej membrány v roku 1988; a vývoj technológie elektrolyzéra PEM smerom k energetickým produktom na úrovni MW-od 21. storočia.