Kjernefremstillingsmetoden for hydrogen-oksygengeneratorer er vannelektrolyse. Arbeidsprinsippet innebærer å bruke lav-likestrøm for å elektrolysere vann (H2O) for å generere en blanding av hydrogen og oksygen (dvs. Brownsk gass). Denne prosessen utføres vanligvis i en elektrolysecelle som inneholder elektrolytter som kaliumhydroksid (KOH) eller natriumhydroksid (NaOH), og består av en kraftmodul, elektrolysecelle, gass-væskeseparasjonssystem og sikkerhetskontrollenhet.
Vannelektrolyse for hydrogenproduksjon inkluderer hovedsakelig alkalisk elektrolyse (AE), protonutvekslingsmembranelektrolyse (PEME) og fastoksidelektrolyse (SOE). Blant disse bruker SOE-teknologien dampelektrolyse, opererer ved høye temperaturer og har teoretisk høyest energieffektivitet, men denne teknologien er fortsatt i laboratorieforsknings- og utviklingsstadiet.
I mitt land er den industrielle anvendelsen av vannelektrolyseteknologi karakterisert av AE som hovedmetode og PEME som en tilleggsmetode. landet mitt har en betydelig andel av det globale markedet for produksjonsutstyr for alkalisk elektrolyse (AE). Med fornybar energi-basert vannelektrolyse for hydrogenproduksjon som forventes å bli hovedmetoden i fremtiden, utvikler teknologien for alkalisk vannelektrolyse hydrogenproduksjon gradvis mot større kapasiteter. PEME-hydrogenproduksjonsutstyr på MW-nivå er for tiden under utvikling og forventes å bli lansert på markedet innen 1-2 år.
Når det gjelder AE-hydrogenproduksjonsteknologi, er fokuset på å utvikle svært aktive, lang-levetid for utvikling av hydrogen- og oksygen-evolusjons-katalytiske elektroder, nye høy-gass-motstand, lav-motstand og miljøvennlige membraner; optimalisering av strømningsfeltstrukturdesignen til elektrolysatorer; og utvikle null-gap-elektrolysatorer,-høytrykksutstyr for produksjon av hydrogen og store-hydrogenproduksjonssystemer for fornybar energi. Når det gjelder PEME-hydrogenproduksjonsteknologi, er fokuset på utvikling av høy-ytelse, lav-edle-metallkatalysatorer, høy-holdbarhetsmembranelektroder og innenlandsproduserte protonutvekslingsmembraner; og forsker på MW-systemintegrasjon og gass{13}}termisk styringsteknologi. I løpet av den 14. femårsplanperioden vil fokus være på å fremme demonstrasjon og anvendelse av AE-hydrogenproduksjonsteknologi med stor-kapasitet, med fokus på å takle sentrale utfordringer innen PEME-hydrogenproduksjonsteknologi, og styrke den integrerte anvendelsen av de to teknologiene og demonstrasjon av elektro-hydrogensystemer.
Vannelektrolyse for hydrogenproduksjon har en lang historie, først realisert i 1800, med den første industrielle elektrolysatoren dukket opp i 1902. Viktige milepæler i moderne teknologisk utvikling inkluderer: DuPonts forbedring av protonutvekslingsmembraner i 1962; NELs introduksjon av ikke--alkaliske elektrolysatorer med asbestmembran i 1988; og utviklingen av PEM-elektrolysatorteknologi mot MW-energiprodukter siden det 21. århundre.
