Desenvolvimento da Tecnologia de Hidrogênio Verde
A tecnologia de energia de hidrogênio verde é usar energia renovável para produzir hidrogênio, converter energia renovável em energia elétrica através de células solares, ventiladores, bombas de água e outros grupos geradores, e a energia elétrica é convertida em hidrogênio através de equipamentos de produção de hidrogênio por eletrólise de água, e o hidrogênio é armazenados ou transportados diretamente para terminais de aplicações de hidrogênio, como combustíveis para energia ou transporte, matérias-primas químicas, etc. para atender às necessidades de várias indústrias de energia de hidrogênio. Além da produção tradicional de hidrogênio a partir da eletrólise da água, algumas novas tecnologias de produção de hidrogênio que ainda estão em fase de pesquisa em laboratório também foram derivadas nos últimos anos, como produção de hidrogênio solar, produção de hidrogênio de biomassa e utilização térmica de energia nuclear.
A produção de hidrogênio por eletrólise da água é a tecnologia de produção de hidrogênio verde mais madura. Hidrogênio e oxigênio são gerados por eletrólise, e nenhum composto contendo carbono é liberado durante o processo de produção de hidrogênio, o que está alinhado com o conceito de desenvolvimento verde e sustentável. O hidrogênio obtido é convertido em energia elétrica e integrado à rede elétrica ou fornecido diretamente à carga, o que melhora a eficiência de utilização abrangente do sistema de energia, ajuda a resolver o problema de novos consumos de energia e garante a operação segura e estável de o sistema de energia. Devido ao seu custo relativamente alto, baixa eficiência, alto consumo de energia e outros fatores, a comercialização da tecnologia de produção de hidrogênio por eletrólise da água é restrita devido ao seu equipamento simples,
De acordo com os diferentes tipos de eletrólitos, as tecnologias típicas de produção de hidrogênio por eletrólise de água são divididas principalmente nas seguintes categorias: eletrólise alcalina (tecnologia de produção de hidrogênio ALK), eletrólise de membrana de troca de prótons (tecnologia de produção de hidrogênio PEM), eletrólise de membrana de troca de ânions de polímero sólido (SPAEM tecnologia), células de eletrólise de óxido sólido (tecnologia SOEC).
Atualmente, a tecnologia de produção de hidrogênio de água de eletrólise alcalina é a mais madura e o custo de produção de hidrogênio é relativamente baixo. Atingiu basicamente a aplicação industrial em larga escala, mas a eficiência energética é baixa; a tecnologia de produção de hidrogênio PEM tem uma faixa de potência operacional mais ampla e um tempo de inicialização mais curto. Ele pode realizar eletrólise de alta densidade de corrente, baixo consumo de energia, pequeno volume, alta pureza do gás gerado, fácil de alcançar alta pressão e pode se adaptar à volatilidade da energia renovável.
Alguns estudos descobriram que o SOEC pode funcionar sob saída de potência dinâmica sem atenuação óbvia. A redução de custos da produção de hidrogênio por eletrólise de água alcalina e a tecnologia de produção de hidrogênio PEM é limitada, e a pesquisa posterior se concentrará no equilíbrio entre custo, eficiência e flexibilidade. A tecnologia de produção de hidrogênio de eletrólise de água de óxido sólido é a tecnologia de produção de hidrogênio de água eletrolítica com o menor consumo de energia e a maior eficiência de conversão de energia.