توسعه فناوری هیدروژن سبز
فناوری انرژی هیدروژن سبز عبارت است از استفاده از انرژی های تجدیدپذیر برای تولید هیدروژن، تبدیل انرژی تجدیدپذیر به انرژی الکتریکی از طریق سلول های خورشیدی، فن ها، پمپ های آب و سایر مجموعه های ژنراتور، و انرژی الکتریکی از طریق تجهیزات تولید هیدروژن الکترولیز آب به هیدروژن تبدیل می شود و هیدروژن ذخیره شده یا مستقیماً به پایانه های کاربردی هیدروژن منتقل می شود، به عنوان سوخت نیرو یا حمل و نقل، مواد خام شیمیایی و غیره برای رفع نیازهای صنایع مختلف به انرژی هیدروژن. علاوه بر تولید هیدروژن سنتی از الکترولیز آب، برخی از فن‌آوری‌های جدید تولید هیدروژن که هنوز در مرحله تحقیقات آزمایشگاهی هستند نیز در سال‌های اخیر استخراج شده‌اند، مانند تولید هیدروژن خورشیدی، تولید هیدروژن زیست توده، و استفاده حرارتی از انرژی هسته‌ای.
تولید هیدروژن با الکترولیز آب بالغ ترین تکنولوژی تولید هیدروژن سبز است. هیدروژن و اکسیژن از طریق الکترولیز تولید می شوند و هیچ ترکیب حاوی کربن در طول فرآیند تولید هیدروژن تخلیه نمی شود که با مفهوم توسعه سبز و پایدار مطابقت دارد. هیدروژن به‌دست‌آمده به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و در شبکه برق ادغام می‌شود یا مستقیماً به بار عرضه می‌شود، که راندمان استفاده جامع از سیستم انرژی را بهبود می‌بخشد، به حل مشکل مصرف انرژی جدید کمک می‌کند و عملکرد ایمن و پایدار را تضمین می‌کند. سیستم قدرت به دلیل هزینه نسبتاً بالا، راندمان پایین، مصرف انرژی بالا و عوامل دیگر، تجاری سازی فناوری تولید هیدروژن الکترولیز آب به دلیل تجهیزات ساده آن محدود شده است.
با توجه به انواع مختلف الکترولیت ها، فناوری های تولید هیدروژن الکترولیز آب معمولی عمدتاً به دسته های زیر تقسیم می شوند: الکترولیز قلیایی (فناوری تولید هیدروژن ALK)، الکترولیز غشای تبادل پروتون (فناوری تولید هیدروژن PEM)، الکترولیز غشای تبادل آنیون پلیمری جامد (SPAEM). تکنولوژی)، سلول های الکترولیز اکسید جامد (فناوری SOEC).
در حال حاضر، فناوری تولید هیدروژن آب الکترولیز قلیایی بالغ‌ترین است و هزینه تولید هیدروژن نسبتاً پایین است. اساساً به کاربرد صنعتی در مقیاس بزرگ دست یافته است، اما راندمان انرژی پایین است. فناوری تولید هیدروژن PEM دارای محدوده توان عملیاتی گسترده تر و زمان راه اندازی کوتاه تر است. این می تواند الکترولیز با چگالی جریان بالا، مصرف انرژی کم، حجم کم، خلوص بالای گاز تولید شده، دستیابی به فشار بالا را آسان کند و به خوبی می تواند با نوسانات انرژی تجدید پذیر سازگار شود.
برخی از مطالعات نشان داده اند که SOEC می تواند تحت توان خروجی پویا بدون تضعیف آشکار کار کند. کاهش هزینه تولید هیدروژن با الکترولیز آب قلیایی و فناوری تولید هیدروژن PEM محدود است و تحقیقات بعدی بر روی تعادل بین هزینه، کارایی و انعطاف‌پذیری تمرکز خواهد کرد. فناوری تولید هیدروژن با الکترولیز آب اکسید جامد، فناوری تولید هیدروژن آب الکترولیتی با کمترین مصرف انرژی و بالاترین راندمان تبدیل انرژی است.