Membraan-elektrode-assemblage (MEA) – de kerncomponent van AEM-elektrolysers

De membraanelektrode-assemblage (MEA), als kerncomponent van een anionenuitwisselingsmembraan (AEM) elektrolyser, regelt het cruciale proces van waterelektrolyse voor waterstofproductie, net zoals het hart de bloedcirculatie aanstuurt. Het bestaat voornamelijk uit een anionenuitwisselingsmembraan (AEM), katalysatorlagen en gasdiffusielagen, die elk in synergie functioneren om efficiënte en stabiele elektrolyse mogelijk te maken.

In een AEM-waterelektrolysesysteem begint het "hart" te kloppen wanneer er gelijkspanning over de elektroden wordt aangelegd. Water stroomt de inlaat in en bij de kathodekatalysator nemen watermoleculen elektronen op via de waterstofevolutiereactie (HER), waarbij waterstofgas vrijkomt en hydroxide-ionen (OH⁻) worden gegenereerd. Het anionenuitwisselingsmembraan, dat als een hartklep werkt, leidt deze hydroxide-ionen nauwkeurig van de kathode naar de anode. Bij het bereiken van de anode ondergaan de hydroxide-ionen de zuurstofevolutiereactie (OER) bij de anodekatalysator, waarbij zuurstof ontstaat. Op deze manier ontleedt het MEA water efficiënt tot zuivere waterstof en zuurstof door gecontroleerd ionentransport – een schoon, vervuilingsvrij proces dat vergelijkbaar is met een nauwkeurig georkestreerde energie-"symfonie".

De krachtige voordelen van de AEM Electrolyzer "Heart"​​

1. Aanzienlijke kostenvoordelen

Vergeleken met protonenuitwisselingsmembraan (PEM)-elektrolyse zijn AEM-waterelektrolyse-MEA's niet afhankelijk van dure edelmetaalkatalysatoren zoals iridium. In plaats daarvan maken ze gebruik van goedkope overgangsmetaalkatalysatoren, waardoor de kosten voor waterstofproductie aanzienlijk worden verlaagd. Bovendien stellen AEM-elektrolyzers lagere eisen aan de waterkwaliteit en werken ze effectief met verdunde alkalische oplossingen, wat de vloeistofverwerking vereenvoudigt en risico's vermindert. De elektrodematerialen zijn ook flexibeler, waardoor gangbare materialen zoals vernikkeld roestvrij staal voor bipolaire platen kunnen worden gebruikt, wat de kosten verder verlaagt en de productie van groene waterstof toegankelijker maakt.

2. Hoge efficiëntie en ecologische duurzaamheid

AEM MEA's vertonen een uitstekende ionselectiviteit en geleidbaarheid, versnellen het ionentransport en verbeteren de algehele elektrolyse-efficiëntie aanzienlijk. Het volledige waterstofproductieproces verbruikt uitsluitend water als grondstof, met waterstof en zuurstof als enige bijproducten, waardoor er geen vervuiling is. Dit positioneert AEM-technologie als een groene pionier in de wereldwijde energietransitie en draagt ​​sterk bij aan de doelstellingen voor koolstofneutraliteit.

3. Compatibiliteit met fluctuerende energiebronnen

Als reactie op het intermitterende en variabele karakter van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie, fungeert AEM-elektrolyse als een "intelligent hart" dat de waterstofproductie dynamisch aanpast op basis van schommelingen in het energieaanbod. Het integreert efficiënt met onstabiele hernieuwbare energieopwekking en zet overtollige elektriciteit om in waterstofenergie die kan worden opgeslagen. Deze mogelijkheid pakt de intermitterende uitdaging van hernieuwbare energie aan en maakt effectieve energieopslag en -conversie mogelijk.