În efortul global de atingere a neutralității carbon, hidrogenul verde a apărut ca un purtător esențial al energiei curate, acoperind decalajul dintre energia regenerabilă intermitentă și aprovizionarea stabilă cu energie. Electrolizorul cu membrană schimbătoare de protoni (PEM) se distinge ca o tehnologie esențială pentru producerea hidrogenului verde, datorită randamentului său ridicat, răspunsului dinamic excelent și compatibilității perfecte cu sursele de energie regenerabilă, cum ar fi cea solară și eoliană, devenind cheia promovării integrării profunde a industriei energiei regenerabile și a celei bazate pe hidrogen. Hyto Energy Company Limited, un pionier în domeniul energetic al hidrogenului la nivel global, oferă, prin cercetarea sa aprofundată privind tehnologiile de producere și stocare a hidrogenului, un suport industrial solid pentru aplicarea la scară largă a electrolizoarelor PEM în scenariile de integrare a energiei regenerabile.

Electrolizorul PEM realizează producția de hidrogen verde prin descompunerea electrochimică a apei ultrapurificate, cu membrana de schimb de protoni ca componentă funcțională principală, care izolează anodul de catod și conduce protonii. La anod, apa ultrapurificată este oxidată pentru a produce oxigen, electroni liberi și ioni de hidrogen sub acțiunea unui câmp electric; ionii de hidrogen trec prin membrana de schimb de protoni către catod, unde se combină cu electronii pentru a genera hidrogen de înaltă puritate. În comparație cu electrolizoarele alcaline tradiționale, electrolizorul PEM adoptă o structură cu electrolit polimeric solid, care nu doar evită problema coroziunii electrolitului, ci asigură și o puritate a hidrogenului de peste 99,99 %, îndeplinind cerințele riguroase privind calitatea hidrogenului impuse de vehiculele cu celulă de combustie și de decarbonizarea industrială. Designul modular al stivei electrolizorului PEM facilitează, de asemenea, ajustarea capacității de producție în funcție de puterea generată de sursele regenerabile de energie, punând astfel bazele tehnice pentru potrivirea flexibilă a energiei.

Competitivitatea de bază a electrolizorului PEM în integrarea energiei regenerabile rezidă în cele trei avantaje irezistibile pe care le oferă. În primul rând, acesta are o eficiență excepțional de ridicată de conversie a energiei, ceea ce poate reduce consumul specific de energie electrică cu 10–15% comparativ cu electrolizoarele alcaline tradiționale, iar eficiența electrică poate atinge în prezent 65%, având ca țintă tehnică finală valoarea de 77%, stabilită de Departamentul American al Energiei. În al doilea rând, are o capacitate ultra-rapidă de răspuns dinamic, putând ajusta rapid sarcina de funcționare în funcție de fluctuațiile în timp real ale producției de energie solară și eoliană, realizând astfel absorbția eficientă a excedentului de electricitate regenerabilă. În al treilea rând, suportă funcționarea la presiune înaltă, permițând producerea directă a hidrogenului la presiune înaltă, fără echipamente suplimentare de compresie, ceea ce reduce consumul total de energie și costul sistemului de producție a hidrogenului. Pentru stațiile de energie regenerabilă cu producție instabilă, electrolizorul PEM reprezintă un dispozitiv ideal de producție a hidrogenului verde, transformând «vântul abandonat și lumina abandonată» în hidrogen verde valoros și realizând utilizarea multiplă a energiei regenerabile.

Ca întreprindere de top specializată în tehnologia de producere a hidrogenului prin electroliză cu membrană anionică (AEM) și în tehnologia de stocare a hidrogenului în stare solidă, Hyto Energy Company Limited a construit un ecosistem complet de tehnologii pentru energia pe bază de hidrogen, care formează o sinergie complementară perfectă cu tehnologia electrolizorului cu membrană de schimb de protoni (PEM). Pe de o parte, tehnologia AEM de producere a hidrogenului dezvoltată de Hyto Energy prezintă avantaje precum costuri reduse și cerințe scăzute privind calitatea apei, putând fi combinată cu electrolizorul PEM pentru a constitui o soluție diversificată de producere a hidrogenului, adaptată nevoilor diferite ale proiectelor mici și mijlocii de energie regenerabilă, precum și ale producției industriale de mare amploare de hidrogen. Pe de altă parte, tehnologia de stocare a hidrogenului în stare solidă (hidrură metalică) dezvoltată de Hyto Energy rezolvă problema cheie a stocării hidrogenului verde după producerea acestuia cu ajutorul electrolizorului PEM. Dispozitivele proprii de stocare a hidrogenului în stare solidă, dezvoltate independent de companie la nivel de gram, kilogram și ton, permit stocarea sigură, eficientă și pe termen lung a hidrogenului verde și se potrivesc caracterului intermitent al producției de hidrogen din surse regenerabile. În plus, soluția integrată de microrețea de hidrogen oferită de Hyto Energy poate integra electrolizorul PEM, generarea de energie din surse regenerabile și generarea de energie prin celule de combustie cu hidrogen, realizând o funcționare în buclă închisă de tipul «energie regenerabilă – hidrogen verde – generare de energie», oferind astfel o soluție completă de alimentare energetică off-grid pentru insule, zone de apărare frontieră și alte regiuni cu rețele electrice incomplet dezvoltate. Cu o echipă puternică de cercetare și dezvoltare formată din 8 ingineri doctori în științe și 22 de ingineri cu diplomă de master, precum și cu un număr semnificativ de brevete de invenție și de brevete de model de utilitate, Hyto Energy oferă un sprijin tehnic de încredere pentru integrarea industrială a electrolizorului PEM și a energiei regenerabile.

Dezvoltarea viitoare a electrolizorului PEM se îndreaptă spre reducerea costurilor, creșterea durabilității și aplicarea la scară largă. Cercetarea tehnică actuală se concentrează asupra reducerii utilizării catalizatorilor pe bază de metale din grupa platinelor, îmbunătățirii duratei de viață a stivei și reducerea costurilor de investiții, iar industria globală urmărește obiectivul unui cost de producție a hidrogenului verde de 2 USD/kg până în 2026. În acest proces, integrarea electrolizorului PEM cu alte tehnologii ale energiei bazate pe hidrogen va deveni o tendință dominantă. Hyto Energy Company Limited va continua să adâncească cercetarea și dezvoltarea tehnologiei de producție a hidrogenului prin electroliză AEM și a tehnologiei de stocare a hidrogenului în stare solidă, explorând activ fuziunea tehnică între electrolizorul PEM și cel AEM, pentru a realiza avantajele complementare ale celor două tehnologii. În același timp, beneficiind de experiența sa în proiecte naționale și provinciale de energie bazată pe hidrogen, precum și de proiecte de demonstrație reușite privind energia verde – hidrogen verde – stocarea hidrogenului, compania va promova aplicarea la scară largă a electrolizorului PEM în scenarii de integrare a surselor regenerabile de energie și va contribui la tranziția globală către zero emisii de carbon.

Electrolizorul PEM nu este doar un dispozitiv de producere a hidrogenului verde cu randament ridicat, ci și un element-cheie în construirea unui sistem energetic bazat pe energie regenerabilă. Cu sprijinul tehnic și amplasarea industrială oferită de întreprinderi precum Hyto Energy Company Limited, electrolizorul PEM va juca un rol și mai important în transformarea energetică globală, accelerând procesul prin care societatea umană se îndreaptă spre o lume curată, fără emisii de carbon.