У глобальному прагненні до вуглецевої нейтральності зелений водень став ключовим носієм чистої енергії, який усуває розрив між переривчастою відновлюваною енергією та стабільним енергопостачанням. Електролізер із протонно-обмінною мембраною (PEM) виділяється як провідна технологія виробництва зеленого водню завдяки високій ефективності, динамічній реакції та ідеальній сумісності з сонячною, вітровою та іншими відновлюваними джерелами енергії, стаючи ключем до глибокої інтеграції відновлюваних джерел енергії та водневої енергетики. Компанія Hyto Energy Limited, піонер у глобальній галузі водневої енергетики, завдяки глибоким дослідженням технологій отримання та зберігання водню, забезпечує міцну промислову підтримку для масштабного застосування електролізерів PEM у сценаріях інтеграції відновлюваних джерел енергії.

PEM-електролізер забезпечує виробництво «зеленого» водню шляхом електрохімічного розкладу ультраочищеної води, де протонно-обмінна мембрана є ключовим функціональним компонентом, що ізолює анод та катод і проводить протони. На аноді під дією електричного поля ультраочищена вода окиснюється з утворенням кисню, вільних електронів та іонів гідрогену; іони гідрогену проходять через протонно-обмінну мембрану до катода й там об’єднуються з електронами, утворюючи водень високої чистоти. На відміну від традиційних лужних електролізерів, PEM-електролізер використовує структуру твердого полімерного електроліту, що не лише усуває проблему корозії електроліту, а й забезпечує чистоту водню понад 99,99 %, відповідаючи високим вимогам до якості водню для паливних елементів транспортних засобів та промислової декарбонізації. Модульна конструкція стека PEM-електролізера також спрощує регулювання потужності виробництва залежно від обсягу виробленої відновлюваної енергії, закладаючи технічну основу для гнучкого енергетичного узгодження.

Основна конкурентна перевага PEM-електролізера у контексті інтеграції відновлюваних джерел енергії полягає в трьох незамінних перевагах. По-перше, він має надзвичайно високу ефективність перетворення енергії, що дозволяє знизити питомі енерговитрати на 10–15 % порівняно з традиційними лужними електролізерами; зараз його електрична ефективність досягає 65 %, а остаточна технічна мета, встановлена Міністерством енергетики США, становить 77 %. По-друге, він характеризується надшвидкою динамічною реакцією, що дозволяє швидко коригувати робоче навантаження відповідно до реальних коливань виробництва електроенергії сонячними та вітровими електростанціями й забезпечує ефективне використання надлишкової електроенергії від ВДЕ. По-третє, він підтримує роботу під високим тиском, що дозволяє безпосередньо отримувати водень під високим тиском без додаткового обладнання для стиснення, зменшуючи загальні енерговитрати та вартість системи виробництва водню. Для електростанцій на відновлюваних джерел енергії з нестабільним виробництвом PEM-електролізер є ідеальним пристроєм для виробництва «зеленого» водню, який перетворює «зайвий вітер» та «зайве світло» на цінний «зелений» водень і забезпечує багатофункціональне використання енергії від ВДЕ.

Як провідне підприємство, що спеціалізується на технології виробництва водню за допомогою аніон-обмінної мембрани (AEM) та технології твердотільного зберігання водню, компанія Hyto Energy Limited створила повну екосистему технологій водневої енергетики, яка забезпечує ідеальну взаємодоповнюючу синергію з технологією PEM-електролізерів. З одного боку, технологія виробництва водню за допомогою AEM від Hyto Energy має переваги у вигляді низької вартості та низьких вимог до якості води й може поєднуватися з PEM-електролізерами для формування багатосценарного рішення щодо виробництва водню, що задовольняє різні потреби невеликих і середніх проектів відновлюваної енергетики та великомасштабного промислового виробництва водню. З іншого боку, технологія твердотільного зберігання водню від Hyto Energy (на основі металогідридів) вирішує ключову проблему зберігання «зеленого» водню після його виробництва за допомогою PEM-електролізерів. Самостійно розроблені компанією твердотільні пристрої зберігання водню у грамовому, кілограмовому та тонному масштабі забезпечують безпечне, ефективне й тривале зберігання «зеленого» водню та узгоджуються з переривчастим характером виробництва водню за рахунок відновлюваних джерел енергії. Крім того, комплексне рішення Hyto Energy щодо водневих мікромереж дозволяє інтегрувати PEM-електролізери, генерацію електроенергії з відновлюваних джерел та генерацію електроенергії за допомогою водневих паливних елементів, реалізуючи замкнений цикл роботи «відновлювана енергія — зелений водень — генерація електроенергії» та надаючи повне рішення щодо автономного енергопостачання для островів, прикордонних зон та інших регіонів із недосконалою електричною мережею. Маючи потужну дослідницьку та науково-технічну команду, що складається з 8 інженерів-докторів наук та 22 інженерів зі ступенем магістра, а також ряд винахідницьких патентів і патентів на корисні моделі, Hyto Energy забезпечує надійну технічну підтримку для промислової інтеграції PEM-електролізерів та відновлюваних джерел енергії.

Майбутній розвиток PEM-електролізера спрямований на зниження вартості, підвищення довговічності та масштабне застосування. Сучасні технічні дослідження зосереджені на скороченні використання каталізаторів із платинової групи металів, підвищенні терміну служби стека та зниженні капітальних витрат; глобальна галузь рухається до цілі щодо виробництва «зеленого» водню за ціною 2 дол. США/кг до 2026 року. У цьому процесі інтеграція PEM-електролізера з іншими технологіями водневої енергетики стане головною тенденцією. Компанія Hyto Energy Company Limited продовжуватиме поглиблювати дослідження та розробку технологій виробництва водню за допомогою AEM-електролізера та твердотільного зберігання водню, а також активно вивчатиме технічну інтеграцію PEM- та AEM-електролізерів задля реалізації взаємодоповнюючих переваг обох технологій. У той самий час, спираючись на свій досвід у реалізації національних та провінційних проектів у сфері водневої енергетики та успішних демонстраційних проектів «зеленої» електроенергії — «зеленого» водню — зберігання водню, компанія сприятиме масштабному застосуванню PEM-електролізерів у сценаріях інтеграції відновлюваних джерел енергії й зробить свій внесок у глобальну трансформацію на нульові вуглецеві викиди.

PEM-електролізер — це не лише високоефективний пристрій для отримання зеленого водню, а й ключову ланку у створенні енергетичної системи на основі відновлюваних джерел енергії. Завдяки технічній підтримці та промисловій інфраструктурі таких підприємств, як Hyto Energy Company Limited, PEM-електролізер відіграватиме ще важливішу роль у глобальній енергетичній трансформації, прискорюючи перехід людського суспільства до безвуглецевого чистого світу.