Um sistema de produção de hidrogênio por eletrólise de água alcalina inclui principalmente o corpo do eletrolisador alcalino e o sistema auxiliar BOP (Balance of Plant). A produção de hidrogênio por eletrólise de água alcalina refere-se ao processo de produção de hidrogênio por meio da eletrólise da água em um ambiente eletrolítico alcalino. O eletrólito é geralmente uma solução de hidróxido de potássio (KOH) com concentração de cerca de 31% ou uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com concentração de 26,5%.

O corpo principal do eletrolisador alcalino é composto por peças como placas terminais, placas de eletrodo e eletrodos. Ao produzir hidrogênio, as moléculas de água dentro do eletrolisador alcalino recebem elétrons no cátodo para formar gás hidrogênio e íons hidróxido (OH₂). Esses íons hidróxido passam através de uma membrana até o ânodo. Sob a tensão aplicada, eles reagem para formar gás oxigênio e água. Eletrodos de níquel, diafragmas de níquel e juntas de vedação são materiais essenciais para eletrolisadores alcalinos. Entre eles, o eletrodo de níquel é o principal material reciclado pela DONGSHENG e é um dos principais metais preciosos em equipamentos de produção de hidrogênio.

O eletrolisador PEM é a parte central do equipamento de produção de hidrogênio por eletrólise de água PEM

Normalmente, um eletrolisador PEM possui dezenas a centenas de células de eletrólise. O eletrolisador PEM é composto principalmente por uma membrana de troca de prótons (PEM), camadas de catalisador catódico/ânodo, camadas de difusão gasosa (GDL) e placas bipolares. O processo de produção de hidrogênio em um eletrolisador PEM é geralmente: a água entra pela placa bipolar na camada de difusão gasosa e então atinge a membrana de troca de prótons. Após a aplicação de corrente e voltagem, a água se divide em prótons (H₂) e íons de oxigênio (O₂). Os íons de oxigênio liberam elétrons para formar gás oxigênio, que é liberado através do tubo anódico. Os prótons passam pela membrana de prótons para o cátodo, onde se combinam com elétrons para formar gás hidrogênio, que é liberado através do tubo catódico para um separador gás-líquido.

Comparação dos três tipos de eletrolisadores em equipamentos de produção de hidrogênio

1. O eletrolisador alcalino tem alta e estável velocidade de produção de hidrogênio, vida útil de até 200.000 horas, adequado para produção de hidrogênio em larga escala e baixo custo.

2. Eletrolisador PEM: Tempo de inicialização mais rápido. Por operar em um ambiente altamente ácido e oxidante, esse tipo de equipamento de produção de hidrogênio depende de metais preciosos como irídio, platina e titânio. Seu custo de produção de hidrogênio é o mais alto dos três. Portanto, é mais adequado para pequenas aplicações que exigem uma resposta rápida.

3. Eletrolisador SOEC: Necessita operar em altas temperaturas. Embora seu consumo de energia para a produção de hidrogênio seja o menor, sua velocidade de produção e vida útil não são tão altas quanto as do eletrolisador alcalino. Seus custos de investimento e manutenção também são relativamente altos. Portanto, não é adequado para aplicações comerciais.

Como o equipamento de produção de hidrogênio que usa eletrolisadores pem como núcleo é menor, mais leve e suas peças de metais preciosos têm maior valor de reciclagem, a DONGSHENG pode fornecer soluções profissionais de reciclagem personalizadas para esse tipo de equipamento.