Bốn lộ trình kỹ thuật sản xuất hydro bằng điện phân nước
Hydro xanh được sản xuất bằng cách điện phân nước. Hiện nay, trên thị trường có 4 hướng kỹ thuật chính: điện phân kiềm (ALK), điện phân màng trao đổi proton (PEM), điện phân oxit rắn (SOEC) và màng trao đổi anion (AEM).
Công nghệ điện phân kiềm (ALK) là công nghệ trưởng thành nhất trong lĩnh vực điện phân nước. Nguyên lý cơ bản là nước bị phân hủy thành hydro và oxy thông qua các phản ứng điện hóa dưới tác dụng của dòng điện, cả hai lần lượt kết tủa ở cực âm và cực dương của tế bào điện phân.
Nguyên lý hoạt động của điện phân PEM là nước bị phân hủy thành các ion oxy và hydro (H+) thông qua quá trình xúc tác ở cực dương. Các ion hydro sau đó đi qua màng điện phân đến cực âm và thu được các electron ở cực âm để tạo ra hydro. Sau khi phản ứng kết thúc, hydro và oxy lần lượt được thu thập và vận chuyển qua các bản lưỡng cực của cực dương và cực âm; công nghệ này hiện đang ở giai đoạn đầu của thị trường. Thành phần cốt lõi bao gồm các màng polymer có khả năng trao đổi proton tuyệt vời cùng các lớp xúc tác cực dương và cực âm được gắn chặt vào hai mặt của màng điện phân.
Là một loại thiết bị điện phân mới, máy điện phân AEM sử dụng màng trao đổi cation làm màng ngăn và có thể hoạt động trong phạm vi pH rộng hơn.
Máy điện phân SOEC là thiết bị điện phân ở nhiệt độ cao. Nguyên lý sản xuất hydro của nó là sử dụng các oxit rắn làm chất điện phân và hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao để đạt được sự phân hủy điện hóa của nước hoặc carbon dioxide.