Dalam proses elektrolisis air untuk penghasilan hidrogen,Membran Pertukaran Proton (PEM)elektrolisis danElektrolisis Anion Exchange Membrane (AEM).menawarkan ciri dan faedah aplikasi yang berbeza. Berikut ialah gambaran keseluruhan perbezaan utama mereka:
Bahan Membran
PEMElektrolisergunakan membran pertukaran proton, biasanya diperbuat daripada polimer perfluorosulfonik sepertiProtoneXatau Nafion, yang mengalirkan proton (H+).
Elektroliser AEMgunakan membran pertukaran anion, selalunya diperbuat daripada polimer dengan kumpulan berfungsi bercas positif, seperti polistirena sulfonat (PSSA), polisulfon sulfonat (PSA), polieter sulfon sulfonat (PES-SA), dan lain-lain, pengalir ion hidroksida (OH-).
Elektrolit
PEMElektroliserbiasanya beroperasi dengan air tulen atau larutan berasid cair.
Elektroliser AEMboleh menggunakan larutan alkali cair atau air tulen, menawarkan lebih fleksibiliti dalam pemilihan bahan.
Pemangkin
Elektroliser PEMmemerlukan pemangkin yang boleh menahan persekitaran berasid. Platinum (Pt) biasanya digunakan untuk evolusi hidrogen di katod, manakala iridium oksida (IrO2) digunakan untuk evolusi oksigen di anod.
Elektroliser AEMboleh menggunakan pemangkin logam bukan berharga dalam persekitaran beralkali, yang membantu mengurangkan kos.
Persekitaran Operasi
Elektroliser PEMberoperasi dalam keadaan berasid, memerlukan bahan dengan rintangan asid yang tinggi dan kestabilan kimia.
Elektroliser AEMberfungsi dalam persekitaran beralkali, membolehkan penggunaan bahan yang lebih luas, termasuk logam kos rendah, tidak menghakis, tidak berharga.
Kecekapan dan Kos
Elektroliser PEMdianggap sangat cekap kerana ketumpatan arus yang tinggi dan keupayaan untuk menghasilkan hidrogen ketulenan tinggi, walaupun ia cenderung lebih mahal.
Elektroliser AEMmenggabungkan faedah kos elektrolisis alkali dengan kecekapan mudah sistem PEM, menawarkan kelebihan seperti permulaan pantas dan penggunaan tenaga yang rendah.
Kematangan Teknologi
Elektroliser PEMagak matang dan telah pun dikomersialkan untuk pengeluaran hidrogen dan aplikasi sel bahan api.
Elektroliser AEMmasih dalam fasa pembangunan. Walaupun mereka menawarkan kos rendah dan kemudahan operasi, penyelidikan lanjut diperlukan untuk meningkatkan jangka hayat produk dan kebolehskalaan untuk pengeluaran hidrogen.
Reka Bentuk Sistem
Elektroliser PEMmemerlukan pertimbangan yang teliti terhadap kestabilan kimia dan kekuatan mekanikal membran pertukaran proton, serta ketahanan pemangkin logam berharga.
Elektroliser AEMmemerlukan perhatian kepada kekonduksian membran, kestabilan alkali, dan pilihan pemangkin dan bahan yang serasi dengan persekitaran alkali.
Potensi Permohonan
Elektroliser PEMsesuai untuk aplikasi yang memerlukan hidrogen ketulenan tinggi, seperti sumber hidrogen untuk sel bahan api.
Elektroliser AEMmenunjukkan potensi besar dalam pengeluaran hidrogen boleh diperbaharui berskala besar kerana kos rendah dan kemudahan operasi apabila disepadukan dengan sumber tenaga boleh diperbaharui.
Ringkasnya, kedua-dua elektrolisis PEM dan AEM mempunyai kekuatan unik mereka. Pilihan antara kedua-dua teknologi bergantung pada keperluan aplikasi khusus, analisis kecekapan kos dan keadaan operasi. Semasa penyelidikan berjalan, inovasi dalam bahan AEM dan reka bentuk sistem mungkin membuka peluang pasaran baharu untuk pengeluaran hidrogen berskala besar.
