Технологія AEM компанії Enapter
Що таке технологія AEM Enapter і як вона працює?
Основним продуктом Enapter є стандартизований електролізер з аніонообмінною мембраною (АЕМ), що укладається одна на одну. Електролізери використовують електроенергію для розщеплення води (H₂O) на водень (H₂) та кисень (O₂) шляхом електрохімічної реакції. Стек є серцем електролізера і складається з декількох осередків, з'єднаних послідовно в біполярну конструкцію. Унікальна технологія Enapter-це розробка та експлуатація цих елементів, що складаються з мембранного електродного збірки (МЕА), виготовленого з полімерного АЕМ та спеціально розроблених недорогих електродів. Анодну напівкомірку заповнюють розведеним розчином електроліту КОН (лужного potassium hydroxide); катодна напівкомірка не має рідини і виробляє водень з води, що пронизує мембрану, з анодної напівклітини. Кисень виділяється з анодної сторони і транспортується зі штабеля через циркулюючий електроліт. Водень виробляється під тиском (зазвичай 35 бар) і вже надзвичайно сухим і чистим (близько 99,9%). Використовуючи модуль допоміжної сушарки Enapter, водень подається з чистотою 99,999%.
Яка різниця між технологією протонообмінної мембрани (PEM) та технологією аніонообмінної мембрани (AEM), і які переваги AEM?
Протонообмінні мембранні електролізери (PEM) використовують напівпроникну мембрану, виготовлену з твердого полімеру, призначену для проведення протонів. Хоча електролізери з PEM забезпечують гнучкість, швидкий час відгуку та високу щільність струму, широка комерціалізація залишається проблемою насамперед через вартість матеріалів, необхідних для досягнення тривалого терміну служби та продуктивності. Зокрема, висококисле та корозійне середовище експлуатації елементів електролізера PEM вимагає використання дорогих каталізаторів з благородних металів (іридій, платина) та великої кількості дорогого титану. Це створює виклик масштабованості електролізерів PEM.
Аніонообмінні мембранні електролізери використовують напівпроникну мембрану, призначену для проведення аніонів. Вони є життєздатною альтернативою PEM з однаковими сильними сторонами і кількома ключовими перевагами, що призводять до зниження вартості. Через менш корозійну природу середовища для біполярних пластин замість титану можна використовувати сталь. Крім того, електролізери AEM можуть переносити менший ступінь чистоти води, що зменшує складність системи подачі води та дозволяє фільтрувати дощову та водопровідну воду.
Яка різниця між традиційною лужною технологією та технологією АЕМ та які переваги АЕМ?
Традиційні рідкі лужні електролізери існують на ринку досить давно і коштують порівняно дешево. Однак вони порівняно повільно реагують на коливання енергопостачання, тому складно та ефективно поєднати їх із відновлюваними джерелами енергії. Традиційні рідкі лужні електролізери працюють з висококонцентрованими розчинами електролітів і при низькому тиску. Вони вимагають додаткових етапів очищення та стиснення для отримання високоякісного газу при більш високому тиску на виході. Це рентабельно лише для централізованих та монолітних проектів з багатомолотною потужністю.
Електролізер AEM спирається на переваги традиційних лужних електролізерів, але уникає його слабких місць:
-
Електроліз АЕМ працює у сильно розбавленому лужному середовищі, і тому з ним набагато безпечніше працювати.
-
Електролізер AEM може використовувати аналогічно рентабельні матеріали, одночасно виготовляючи набагато чистіший водень з більшою ефективністю.
-
Електролізер AEM повністю масштабований і ідеально підходить для з'єднання зі змінними відновлюваними джерелами енергії
Скільки коштує виробництво водню за допомогою електролізерів АЕМ Enapter? Яка ціна кг водню?
Вартість зеленого водню залежить від об’єму необхідної потужності, вартості поставленої електроенергії, вартості електролізера та його системи, а також операційної системи для роботи системи. Ми пропонуємо використовувати ці фактори у формулі для прозорого порівняння ціноутворення.
З електролізером поточного покоління EL2.1, вартість капітальних витрат (CAPEX) для виробництва водню оцінюється в 6,67 євро/кг. Ми маємо намір до 2025 року знизити витрати на виробництво водню шляхом електролізу АЕМ нижче 1,5 євро/кг.
Яка загальна ефективність електролізера Enapter?
З електролізером АЕМ нам потрібно 4,8 кВт -год для виробництва 1 Нм3 водню. Це означає, що для виробництва 1 кг водню (стисненого при 35 бар і чистоти ~ 99,9%) потрібно 53,3 кВт -год. 1 кг водню містить 33,33 кВт -год/кг (нижча теплоємність), тобто ККД нашого електролізера вже становить 62,5%. Важливо порівнювати яблука з яблуками: вхідну потужність, виробництво водню, тиск і чистоту. Вони дуже різні для різних виробників. Потрібно порівнювати ефективність системи (не ефективність стека).
Чому AEM є найдешевшою технологією електролізера порівняно з системами PEM та традиційними лужними системами?
AEM є найбільш перспективною технологією для зниження вартості електролізу, оскільки вона поєднує низьку вартість матеріалу для складання та низьку складність та вартість BOP (Balance Of Plant). Технологія AEM дозволяє компактним, масштабованим пристроям, які виробляють попередньо стиснений, високочистий водень, укладатися до будь-якої необхідної витрати.
Які витрати на обслуговування та експлуатацію електролізера Enapter (EL), сушарки (DR), резервуара для води (WT) та системи очищення води (WPS)?
Електролізер вимагає щорічної заміни електроліту, яку клієнт може виконати за 20 хвилин.
Сушарка не потребує обслуговування.
Резервуар для води не потребує обслуговування, якщо він використовується. Якщо вода затримується в резервуарі протягом тривалого періоду, можливо, доведеться промити бак перед продовженням використання.
Як коефіцієнт використання впливає на економічність електролізера?
Enapter вважає, що все виробництво водню має бути зеленим, тому електролізери Enapter мають працювати з відновлюваних джерел енергії, які за своєю природою є децентралізованими та періодичними. Якщо електроенергія буде доступна за належною ціною протягом 24 годин, це призведе до більш швидкого повернення інвестицій електролізера. Однак це рідкість, тому пристрої Enapter розроблені для запуску, зупинки та регулювання норм виробництва за потреби.
Веб -графічний інтерфейс Enapter EL21 (графічний інтерфейс користувача) призначений для локального управління та моніторингу за допомогою веб -браузера.
Дивитися про Веб інтерфейс Enapter
