直流電流によって水分子が分解されて酸素と水素が生成され、電解槽の陽極と陰極からそれぞれ分離されます。 このプロセスは水の電気分解として知られています。 水電解水素発生は、電解槽隔膜（SOEC）の各種材質により、アルカリ水電解（AE）、プロトン交換膜（PEM）水電解、高温固体酸化物水電解に分けられることが多い。
アルカリ水電解水素製造
ガスを分離するアルカリ水電解水素発生電解槽の隔膜の大部分をアスベストが占めています。 水を分解して水素と酸素を生成する Ni-Mo 合金などの金属合金が、カソードとアノードの大部分を占めています。 工業用アルカリ水電解装置は、通常、電解液として KOH 溶液を使用します。 それらの質量分率は 20 パーセントから 30 パーセントの範囲です。 それらの動作温度は 70 度から 80 度です。 それらの動作電流密度は約 0.25 A/cm2 です。 そしてそれらのガス圧力は0.1 MPaから3.0 MPaの範囲です。 効率は 62% から 82% です。アルカリ水電解による水素生成技術は十分に開発されており、起動コストと運用コストは低く抑えられますが、アルカリ液の損失、腐食、エネルギー使用量が多いなどの欠点があります。 アルカリ水電解水素発生は、水電解装置の開発に関する国内外の研究の焦点です。
PEM水電解水素製造
PEM水電解装置の主なコンポーネントは、プロトン交換膜、カソードとアノードの触媒層、カソードとアノードのガス拡散層、カソードとアノードのエンドプレートなどです。 その中で、拡散層、触媒層、およびプロトン交換膜が膜電極を形成します。これは、水電解槽全体の物質伝達と電気化学反応の主要な場所です。 PEM 水電解装置の性能と寿命は、膜電極の特性と構造によって直接影響を受けます。
違い
アルカリ水電解水素製造と比較して、PEM水電解水素製造は、動作電流密度が高く、全体的な効率が高く、水素ガス分率が高く、ガス生成圧力が高く、動的応答速度が速く、再生可能エネルギー発電の変動に適応できます。 、非常に有望な水電解水素製造技術と考えられています。 現在、PEM水電解水素製造技術は実証されており、水素補給ステーションでのオンサイト水素製造、風力などの再生可能エネルギー源からの水素製造のための水の電気分解、エネルギー貯蔵などの分野で徐々に普及しています。
