हाइड्रोजन उत्पादन के लिए जल इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में,प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम)इलेक्ट्रोलाइज़र औरएनियन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (एईएम) इलेक्ट्रोलाइज़रअलग-अलग सुविधाएँ और अनुप्रयोग लाभ प्रदान करते हैं। यहाँ उनके मुख्य अंतरों का अवलोकन दिया गया है:
झिल्ली सामग्री
पीईएमइलेक्ट्रोलाइज़रप्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली का उपयोग करें, जो आमतौर पर परफ्लुओरोसल्फोनिक पॉलिमर से बना होता हैप्रोटोनएक्सया नैफ़ियन, जो प्रोटॉन (H+) का संचालन करते हैं।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सआयन एक्सचेंज झिल्ली का उपयोग करें, जो अक्सर सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कार्यात्मक समूहों वाले पॉलिमर से बने होते हैं, जैसे पॉलीस्टाइरीन सल्फोनेट (पीएसएसए), पॉलीसल्फोने सल्फोनेट (पीएसए), पॉलीइथर सल्फोन सल्फोनेट (पीईएस-एसए), और अन्य, हाइड्रोक्साइड आयनों (ओएच-) का संचालन करते हैं।
इलेक्ट्रोलाइट
पीईएमइलेक्ट्रोलाइज़रआमतौर पर शुद्ध पानी या पतला अम्लीय घोल के साथ काम करते हैं।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सपतला क्षारीय घोल या शुद्ध पानी का उपयोग कर सकते हैं, जिससे सामग्री के चयन में अधिक लचीलापन मिलता है।
उत्प्रेरक
पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़रऐसे उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है जो अम्लीय वातावरण का सामना कर सकें। प्लैटिनम (पं) का उपयोग आमतौर पर कैथोड पर हाइड्रोजन के विकास के लिए किया जाता है, जबकि इरिडियम ऑक्साइड (इरो2) का उपयोग एनोड पर ऑक्सीजन के विकास के लिए किया जाता है।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सक्षारीय वातावरण में गैर-कीमती धातु उत्प्रेरक का उपयोग किया जा सकता है, जिससे लागत कम करने में मदद मिलती है।
परिचालन लागत वातावरण
पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़रअम्लीय परिस्थितियों में कार्य करने के लिए उच्च अम्ल प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता वाली सामग्रियों की आवश्यकता होती है।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सक्षारीय वातावरण में कार्य करने के कारण, कम लागत वाली, गैर-संक्षारक, गैर-कीमती धातुओं सहित सामग्रियों की एक व्यापक श्रेणी का उपयोग संभव हो जाता है।
दक्षता और लागत
पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़रअपने उच्च धारा घनत्व और उच्च शुद्धता वाले हाइड्रोजन का उत्पादन करने की क्षमता के कारण इन्हें अत्यधिक कुशल माना जाता है, हालांकि ये अधिक महंगे होते हैं।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सक्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस के लागत लाभ को पीईएम प्रणालियों की सरल दक्षता के साथ संयोजित किया गया है, जिससे तीव्र स्टार्ट-अप और कम ऊर्जा खपत जैसे लाभ मिलते हैं।
प्रौद्योगिकी परिपक्वता
पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़रअपेक्षाकृत परिपक्व हैं और हाइड्रोजन उत्पादन और ईंधन सेल अनुप्रयोगों के लिए पहले से ही व्यावसायीकरण कर दिए गए हैं।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सअभी भी विकास के चरण में हैं। हालांकि वे कम लागत और संचालन में आसानी प्रदान करते हैं, लेकिन हाइड्रोजन उत्पादन के लिए उत्पाद जीवनकाल और मापनीयता में सुधार के लिए आगे अनुसंधान की आवश्यकता है।
सिस्टम डिजाइन
पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़रप्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली की रासायनिक स्थिरता और यांत्रिक शक्ति के साथ-साथ कीमती धातु उत्प्रेरकों के स्थायित्व पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सझिल्ली चालकता, क्षारीय स्थिरता, तथा क्षारीय वातावरण के अनुकूल उत्प्रेरकों और पदार्थों के चयन पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है।
आवेदन क्षमता
पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़रउच्च शुद्धता वाले हाइड्रोजन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं, जैसे ईंधन कोशिकाओं के लिए हाइड्रोजन स्रोत।
एईएम इलेक्ट्रोलाइजर्सनवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ एकीकृत होने पर उनकी कम लागत और संचालन में आसानी के कारण बड़े पैमाने पर नवीकरणीय हाइड्रोजन उत्पादन में बड़ी संभावनाएं दिखती हैं।
संक्षेप में, पीईएम और एईएम इलेक्ट्रोलाइज़र दोनों की अपनी अनूठी ताकतें हैं। दोनों तकनीकों के बीच चुनाव विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं, लागत-दक्षता विश्लेषण और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे शोध आगे बढ़ता है, एईएम सामग्रियों और सिस्टम डिज़ाइनों में नवाचार बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन के लिए नए बाज़ार के अवसर खोल सकते हैं।
