Основният метод за подготовка на генераторите на водород-кислород е електролиза на вода. Принципът му на работа включва използване на постоянен ток с ниско-напрежение за електролиза на вода (H2O) за генериране на смес от водород и кислород (т.е. браунов газ). Този процес обикновено се извършва в електролитна клетка, съдържаща електролити като калиев хидроксид (KOH) или натриев хидроксид (NaOH), и се състои от захранващ модул, електролитна клетка, система за разделяне на газ-течност и устройство за контрол на безопасността.
Електролизата на водата за производство на водород включва главно алкална електролиза (AE), електролиза с протонна обменна мембрана (PEME) и електролиза на твърд оксид (SOE). Сред тях SOE технологията използва парна електролиза, работи при високи температури и теоретично има най-висока енергийна ефективност, но тази технология все още е в етап на лабораторни изследвания и развитие.
В моята страна индустриалното приложение на технологията за водна електролиза се характеризира с AE като основен метод и PEME като допълнителен метод. моята страна държи значителен дял от световния пазар за оборудване за производство на водород за алкална електролиза (AE). Тъй като водната електролиза на основата на-възобновяема енергия за производство на водород се очаква да се превърне в основен метод в бъдеще, технологията за производство на водород с алкална водна електролиза постепенно се развива към по-големи капацитети. Оборудването за производство на водород PEME с MW- ниво в момента се разработва и се очаква да бъде пуснато на пазара в рамките на 1-2 години.
Що се отнася до AE технологията за производство на водород, фокусът е върху разработването на високоактивни, дълготрайни каталитични електроди с отделяне на водород и кислород, нови високо-газ-устойчивост, ниско-резистентност и екологично чисти мембрани; оптимизиране на дизайна на структурата на полето на потока на електролизери; и разработване на електролизатори с нулев-пропуск, оборудване за производство на водород под високо-налягане и широкомащабни-системи за производство на водород с възобновяема енергия. По отношение на технологията за производство на водород PEME, фокусът е върху разработването на високо-производителни, ниско-благородни-метални катализатори, високо-издръжливи мембранни електроди и произведени в страната протонообменни мембрани; и проучване на MW-системна интеграция и технологии за-топлинно управление на газ. По време на 14-ия пет{16}}период на плана фокусът ще бъде върху насърчаването на демонстрацията и прилагането на широко{17}}капацитетна AE технология за производство на водород, като се фокусира върху справянето с ключови предизвикателства в технологията за производство на водород PEME и укрепването на интегрираното приложение на двете технологии и демонстрацията на електро-водородни системи.
Електролизата на водата за производство на водород има дълга история, реализирана за първи път през 1800 г., като първият индустриален електролизатор се появява през 1902 г. Ключови етапи в съвременното технологично развитие включват: подобрението на DuPont на мембраните за обмен на протон през 1962 г.; Въвеждането на NEL на алкални електролизатори без азбестова мембрана през 1988 г.; и развитието на PEM електролизната технология към енергийни продукти на ниво MW-от 21-ви век.