Хибридна киселинска{0}}алкална електролиза воде је нова електрохемијска технологија. Прави водоник из воде. Ради другачије од традиционалне технологије електролизе воде. Традиционални системи електролизе користе само једну врсту електролита. Они раде у алкалним или киселим условима унутар целе ћелије за електролизу. Хибридна киселинска-електролиза алкалне воде користи два одвојена електролита. Једна ћелијска комора садржи кисели раствор. Друга ћелијска комора садржи алкални раствор. Између две коморе налази се посебна мембрана. Ова мембрана спречава киселину и алкалије да се међусобно неутралишу.
Ово специјално подешавање омогућава да се свака половина хемијске реакције одвија у свом најбољем пХ стању. Реакција еволуције водоника (ХЕР) се дешава у киселој комори. ХЕР реакција тече брже у киселом течном окружењу. Реакција еволуције кисеоника (ОЕР) се дешава у алкалној комори. ОЕР реакција тече брже у алкалним течним срединама. Свака хемијска реакција делује под повољним кинетичким условима.
Две коморе имају различите пХ вредности. Ова разлика формира градијент хемијског потенцијала. Овај градијент мења реверзибилни потенцијал водоничне електроде на обе електроде. Ова промена смањује спољашњи напон потребан за цепање молекула воде. Систем комбинује хемијску потенцијалну енергију и електричну енергију. Ова комбинација смањује укупну потрошњу енергије у процесу.
Кључне компоненте система
Биполарна мембрана (БПМ). БПМ је основни део система. Има слој за измјену катјона (ЦЕЛ) и слој за измјену ањона (АЕЛ). Два слоја се спајају. Катализатор дисоцијације воде остаје на споју два слоја. БПМ производи протоне и хидроксидне јоне под реверзном-поларизацијом. Протони се крећу у киселу комору. Хидроксидни јони се крећу у алкалну комору. БПМ одржава стабилан пХ градијент унутар ћелије за електролизу.
Електроде. Анода се поставља у алкалну комору. Анода подржава ОЕР реакцију. Материјали на бази никла{3}} су уобичајени основни материјали за аноде. Мрежа ткана од никла је поуздана платформа за рад са електродама. Катода се поставља у киселу комору. Катода подржава ХЕР реакцију. Бифункционални електрокатализатори могу покретати и ХЕР и ОЕР реакције. Електроде од кобалт-никл фосфида наножице имају ове бифункционалне перформансе.
Предности перформанси
Многи истраживачки тестови доказују да ова технологија има боље радне перформансе. Његова брзина производње водоника је четири пута већа од традиционалне алкалне електролизе на 2,2 В. Његова потрошња енергије опада за око 30% при густини струје од 200 мА/цм². Систем достиже густину струје од 200 мА/цм² са напоном ћелије од само 1,39 В. Ове перформансе су боље од већине традиционалних електролизера за воду. Асиметрична електролиза воде заснована на БПМ-и је добра алтернатива традиционалним мембранским системима за измјену протона и системима мембрана за измјену ањона.
Ова технологија подржава дизајн и производњу електролизера великих{0}}размера. Омогућава флексибилна подешавања састава електролита. Систем може да ради са најновијим напредним електрокатализаторима. Систем има стабилну дугорочну-радну способност. Један циркулациони електролизатор ради стабилно преко 25 сати. Задржава густину струје од 10 мА/цм² на 1,550 В. Систем такође може да ради са соларном енергијом на напону од 0,908 В.
