Việc theo đuổi hydro xanh trên toàn cầu đã trở thành một động lực cốt lõi thúc đẩy quá trình chuyển dịch năng lượng, và việc lựa chọn nguồn nước thô để sản xuất hydro là yếu tố then chốt hạn chế việc ứng dụng công nghệ điện phân ở quy mô lớn. Các công nghệ sản xuất hydro truyền thống như điện phân màng polymer dẫn proton (PEM) đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt về nước khử ion có độ tinh khiết cao, điều này không chỉ làm gia tăng chi phí tiền xử lý nước mà còn hạn chế khả năng triển khai các dự án sản xuất hydro tại những khu vực thiếu nguồn nước có độ tinh khiết cao — ví dụ như các vùng xa xôi, ngoài lưới điện hoặc các khu công nghiệp có nguồn nước thải dồi dào. Các bộ điện phân kiềm, với tư cách là công nghệ sản xuất hydro xanh trưởng thành và thương mại hóa nhất, sở hữu khả năng thích ứng đặc biệt đối với nước có độ tinh khiết thấp, qua đó ngày càng trở thành lợi thế then chốt nhằm thúc đẩy sự phát triển ngành năng lượng hydro với chi phí thấp và quy mô lớn. Công ty Hyto Energy Limited, một tiên phong trong lĩnh vực năng lượng hydro toàn cầu, tập trung nghiên cứu tích hợp công nghệ điện phân kiềm và công nghệ sản xuất hydro màng trao đổi anion (AEM); thực tiễn nghiên cứu và phát triển của công ty tiếp tục khẳng định giá trị công nghiệp của các bộ điện phân kiềm trong các tình huống ứng dụng nước có độ tinh khiết thấp.

Các bộ điện phân kiềm có ba lợi thế kỹ thuật không thể thay thế trong việc sử dụng nước có độ tinh khiết thấp, bắt nguồn từ cơ chế phản ứng và hệ vật liệu đặc thù của chúng. Thứ nhất, khả năng chịu tạp chất mạnh của hệ phản ứng. Các bộ điện phân kiềm sử dụng dung dịch nước kiềm như KOH làm chất điện ly, và chất xúc tác dựa trên niken được dùng ở điện cực có khả năng chống ô nhiễm cao, giúp kháng lại sự can thiệp của các tạp chất phổ biến như Cl⁻ và SO₄²⁻ trong nước có độ tinh khiết thấp, từ đó tránh được hiện tượng đầu độc chất xúc tác và ô nhiễm màng—những vấn đề thường gặp ở các bộ điện phân PEM. Thứ hai, quy trình tiền xử lý nước được đơn giản hóa. Khác với các bộ điện phân PEM đòi hỏi quá trình lọc và tinh chế nước thô qua nhiều cấp, các bộ điện phân kiềm chỉ cần tiền xử lý đơn giản như lắng và lọc đối với nước có độ tinh khiết thấp (ví dụ: nước thải công nghiệp cấp hai hoặc nước do các hệ thống điện mặt trời và điện gió tạo ra), nhờ đó giảm 30–50% chi phí đầu tư ban đầu và giảm hơn 20% chi phí vận hành, bảo trì hàng ngày. Thứ ba, thiết kế cấu trúc tương thích với nước có độ tinh khiết thấp. Màng ngăn polymer xốp của các bộ điện phân kiềm có yêu cầu thấp về độ tinh khiết của nước, và hiệu quả tách khí không bị ảnh hưởng bởi những dao động nhỏ về chất lượng nước, đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của thiết bị trong điều kiện sử dụng nước có độ tinh khiết thấp.

Là một công ty chuyên về công nghệ sản xuất hydro bằng điện phân kiềm (AEM) và công nghệ lưu trữ hydro ở trạng thái rắn, Công ty TNHH Hyto Energy đã hiện thực hóa sự cộng hưởng hữu cơ giữa các bộ điện phân kiềm và công nghệ sản xuất hydro AEM thế hệ thứ ba trong các tình huống ứng dụng nước có độ tinh khiết thấp, từ đó tạo ra một hệ thống sản xuất hydro hiệu quả và linh hoạt hơn. Các thiết bị sản xuất hydro AEM của công ty, với dải công suất từ 2 kW đến 5 MW, có thể kết hợp liền mạch với các bộ điện phân kiềm, tận dụng tối đa khả năng thích nghi với nước có độ tinh khiết thấp của bộ điện phân kiềm cũng như hiệu suất cao của công nghệ AEM trong chuyển đổi năng lượng, qua đó đạt được việc sử dụng hiệu quả nguồn nước có độ tinh khiết thấp trong quá trình sản xuất hydro. Đồng thời, các thiết bị lưu trữ hydro ở trạng thái rắn (dựa trên hydrua kim loại) của Hyto Energy có thể đồng bộ với công suất sản xuất hydro của các bộ điện phân kiềm, giải quyết bài toán lưu trữ và vận chuyển hydro sau khi sản xuất từ nước có độ tinh khiết thấp, hình thành nên một vòng khép kín hoàn chỉnh gồm "sản xuất hydro từ nước có độ tinh khiết thấp – lưu trữ ở trạng thái rắn – sử dụng hydro". Đội ngũ nghiên cứu và phát triển của công ty, bao gồm 8 kỹ sư tiến sĩ và 22 kỹ sư thạc sĩ, đã giành được 8 bằng sáng chế phát minh và 16 bằng sáng chế kiểu dáng công nghiệp trong lĩnh vực sản xuất hydro từ nước có độ tinh khiết thấp, cung cấp nền tảng kỹ thuật vững chắc cho việc ứng dụng công nghiệp của các bộ điện phân kiềm.

Tính linh hoạt của các bộ điện phân kiềm trong việc sử dụng nước có độ tinh khiết thấp đã phá vỡ giới hạn về nguồn tài nguyên nước đối với các dự án sản xuất hydro và mở ra nhiều kịch bản ứng dụng công nghiệp mới. Trong các hệ thống năng lượng phân tán như lưới vi mô hydro, các bộ điện phân kiềm có thể sử dụng nước có độ tinh khiết thấp được tạo ra từ điện năng thu được từ quang điện và điện gió để sản xuất hydro tại chỗ, từ đó hiện thực hóa việc chuyển đổi và khai thác năng lượng tái tạo ngay tại địa phương; tại các khu công nghiệp, chúng có thể sử dụng nước thải công nghiệp để sản xuất hydro, đạt được cả hai lợi ích là tận dụng nguồn tài nguyên nước thải và thúc đẩy quá trình khử carbon trong công nghiệp. Công ty TNHH Hyto Energy đã đi đầu trong việc hoàn thành dự án biểu mẫu đầu tiên của Trung Quốc về ‘Điện xanh – Hydro xanh – Lưu trữ hydro’, trong đó các bộ điện phân kiềm được sử dụng để sản xuất hydro từ nước có độ tinh khiết thấp do phát điện từ năng lượng tái tạo cung cấp, qua đó xác nhận tính khả thi của việc ứng dụng quy mô lớn công nghệ này. Cùng với sự đổi mới không ngừng của công nghệ năng lượng hydro, các bộ điện phân kiềm sẽ ngày càng được tích hợp chặt chẽ hơn với công nghệ sản xuất hydro bằng màng trao đổi anion (AEM), công nghệ lưu trữ hydro trạng thái rắn và các công nghệ khác dưới sự dẫn dắt của các doanh nghiệp như Hyto Energy. Mô hình sản xuất hydro từ nước có độ tinh khiết thấp sẽ trở thành một con đường quan trọng nhằm thúc đẩy quá trình chuyển dịch năng lượng toàn cầu và hiện thực hóa mục tiêu trung hòa carbon, đồng thời tiếp tục tạo thêm động lực cho sự phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp năng lượng hydro.