Kärnberedningsmetoden för väte-syregeneratorer är vattenelektrolys. Dess arbetsprincip innebär att man använder låg-likström för att elektrolysera vatten (H2O) för att generera en blandning av väte och syre (dvs. Brownsk gas). Denna process utförs vanligtvis i en elektrolytisk cell som innehåller elektrolyter såsom kaliumhydroxid (KOH) eller natriumhydroxid (NaOH), och består av en kraftmodul, elektrolytisk cell, gas-vätskeseparationssystem och säkerhetskontrollanordning.
Vattenelektrolys för väteproduktion omfattar huvudsakligen alkalisk elektrolys (AE), protonbytesmembranelektrolys (PEME) och fastoxidelektrolys (SOE). Bland dessa använder SOE-teknologin ångelektrolys, arbetar vid höga temperaturer och har teoretiskt sett den högsta energieffektiviteten, men denna teknik befinner sig fortfarande i laboratorieforsknings- och utvecklingsstadiet.
I mitt land kännetecknas den industriella tillämpningen av vattenelektrolysteknik av AE som huvudmetod och PEME som en kompletterande metod. mitt land har en betydande andel av den globala marknaden för väteproduktionsutrustning för alkalisk elektrolys (AE). Med förnybar energi-baserad vattenelektrolys för väteproduktion som förväntas bli den vanliga metoden i framtiden, utvecklas tekniken för väteproduktion för alkalisk vattenelektrolys gradvis mot större kapacitet. Utrustning för PEME-väteproduktion på MW-nivå är för närvarande under utveckling och förväntas lanseras på marknaden inom 1-2 år.
När det gäller AE-väteproduktionsteknik ligger fokus på att utveckla högaktiva katalytiska elektroder för väte- och syreutveckling med lång-livslängd, nya hög-gas-resistens, låg-resistens och miljövänliga membran; optimering av flödesfältstrukturens design av elektrolysatorer; och utveckla noll-gap elektrolysatorer, högtrycksutrustning för vätgasproduktion och storskaliga-väteproduktionssystem för förnybar energi. När det gäller PEME-teknik för väteproduktion ligger fokus på att utveckla hög-prestanda, låg-ädelmetall-katalysatorer, hög-hållbarhetsmembranelektroder och inhemskt producerade protonbytesmembran; och forskar om systemintegration på MW-nivå och teknik för gas-värmehantering. Under den 14:e femårsplanen kommer fokus att ligga på att främja demonstration och tillämpning av AE-teknik för väteproduktion med stor-kapacitet, med fokus på att ta itu med viktiga utmaningar inom PEME-teknik för väteproduktion, och stärka den integrerade tillämpningen av de två teknikerna och demonstration av elektro-vätesystem.
Vattenelektrolys för väteproduktion har en lång historia, först realiserad år 1800, med den första industriella elektrolysören som dök upp 1902. Viktiga milstolpar i modern teknisk utveckling inkluderar: DuPonts förbättring av protonbytesmembran 1962; NEL:s introduktion av alkaliska elektrolysatorer med icke-asbestmembran 1988; och utvecklingen av PEM-elektrolyserteknik mot MW-energiprodukter sedan 2000-talet.
