PEM versus alkalische elektrolyser: welke waterstofproductietechnologie is het meest geschikt voor uw behoeften?

Bij de keuze van waterstofproductietechnologie vereist de keuze tussen een protonenuitwisselingsmembraan (PEM)-elektrolyser en een alkalische elektrolyser een uitgebreide afweging van vele factoren. De volgende vergelijking helpt u bij het maken van een beslissing:

I. Technische prestaties

1. Stroomdichtheid en energieverbruik

• Alkalische elektrolyser:De stroomdichtheid bedraagt ​​gewoonlijk 0,2–0,4 A/cm² en het systeemenergieverbruik van de twee is vergelijkbaar.

• PEM-elektrolyser:De stroomdichtheid bedraagt ​​1–2 A/cm² en het systeemenergieverbruik van de twee is vergelijkbaar.

2. Belastingsbereik en reactiesnelheid

• Alkalische elektrolyser: Belastingsaanpassingsbereik 40-100%, langzame start- en stopsnelheid (warme start 1-5 minuten, koude start 1-5 uur), niet geschikt voor intermitterende energiebronnen zoals windenergie/zonne-energie - drukbalans is vereist om gaslekkage te voorkomen.

• PEM-elektrolyser: Belastingsbereik 0%–120%, snelle start en stop (warme start) <5 seconden, koude start 5–10 minuten), zeer geschikt voor het afstemmen van fluctuerende hernieuwbare energie.

2. Kostenfactoren

1. Apparatuurkosten

• Alkalische elektrolyser: lage kosten, elektroden bevatten geen edelmetalen. Het binnenlandse marktaandeel is hoog en de prijs van de apparatuur bedraagt ​​slechts 1/4–1/6 van die van PEM.

• PEM-elektrolyzer: hoge kosten (buitenlandse prijs is 1,2-1,5 keer zo hoog als alkalische elektrolyzers en 4-6 keer zo hoog als binnenlandse elektrolyzers), omdat de katalysator edele metalen zoals iridium en platina vereist. De prijsontwikkeling in het buitenland is echter beter en binnenlandse productie verlaagt de kosten door lokalisatie en schaalvergroting.

2. Bedrijfskosten

• Alkalische elektrolyser: lage apparatuurkosten, hoog energieverbruik en optimalisatie van het energieverbruik in de toekomst.

• PEM-elektrolyser: een laag energieverbruik kan de kosten verlagen, maar de kosten voor apparatuur en edelmetalen zorgen voor hogere totale bedrijfskosten. Kostenverlaging hangt af van het verhogen van de stroomdichtheid, het verminderen van het gebruik van iridium en de lokalisatie.

3. Toepassingsscenario's

1. Toepasbare scenario's voor alkalische elektrolyzers:

• Grootschalige industriële waterstof.

• Scenario's met lage waterkwaliteitseisen: er kan gewoon gedemineraliseerd water worden gebruikt, geschikt voor gebieden met een beperkte watervoorziening met hoge zuiverheid.

2. Toepasbare scenario's voor PEM-elektrolyzer:

• Scenario voor koppeling van hernieuwbare energie (windenergie/zonne-energie): snelle respons, groot belastingsbereik, geschikt voor off-grid gedistribueerde waterstofproductie (zoals op eilanden en in mijngebieden).

• Scenario met waterstof van hoge zuiverheid (zoals waterstoftankstations): directe productie van waterstof van hoge zuiverheid zonder aanvullende scheiding.

IV. Toekomstige trends

• Alkalische elektrolyser: focus op verlaging van het energieverbruik (upgraden van membranen/katalysatoren) en verbetering van de stroomdichtheid om de kosteneffectiviteit verder te optimaliseren.

• PEM-elektrolyser: door technologische doorbraken (vermindering van het gebruik van edelmetalen), lokalisatie- en opschalingskostenverlaging, wordt verwacht dat het marktaandeel na de kostenverlaging zal toenemen.

Samenvatting

• Kies een alkalische elektrolyser: als er behoefte is aan grootschalige, goedkope waterstofproductie, en rekening moet worden gehouden met de zuiverheid van de waterbron.

• Kies voor een PEM-elektrolyzer: als u de nadruk legt op een snelle respons, u zich wilt aanpassen aan de schommelingen van hernieuwbare energie, waterstof met een hoge zuiverheidsgraad nastreeft en een hogere initiële investering kunt accepteren.