Produksi hidrogen melalui elektrolisis air, terutama menggunakan sumber energi terbarukan, saat ini merupakan proses dengan emisi karbon terendah di antara banyak sumber hidrogen, yang juga dikenal sebagai "hidrogen hijau". Saat ini, empat teknologi yang terutama digunakan untuk produksi hidrogen dengan air elektrolitik: teknologi elektrolisis air alkali (AKL), teknologi elektrolisis membran penukar proton (PEM), teknologi elektrolisis oksida padat (SOEC), dan teknologi elektrolisis membran penukar anion dasar (AEM). Diantaranya teknologi SOEC dan teknologi AEM yang masih dalam tahap laboratorium, baru beberapa pilot project yang beredar di pasaran, tidak dapat dipungkiri kedua teknologi ini memiliki keunggulan teknis masing-masing, namun jalan yang harus ditempuh masih panjang. laboratorium hingga aplikasi produksi skala besar.
Saat ini, penerapan elektroliser proyek dalam skala besar adalah elektroliser alkali dan elektroliser PEM, di Cina, elektroliser alkali menyumbang lebih dari 90%, dan di luar negeri, elektroliser PEM adalah yang utama. Faktanya, elektroliser PEM lebih maju secara teknologi dibandingkan elektroliser alkali.
Pertama-tama, teknologi elektroliser alkali telah sangat matang, dan kapasitas produksi peralatan tersebut mencakup 1-2000Nm³/jam, yang tingkat kesulitan produksinya rendah dan mudah digunakan. Semakin majunya teknologi elektroliser PEM berarti bahwa elektroliser PEM memiliki kesulitan desain, produksi dan penggunaan yang lebih besar, dan kapasitas produksi elektroliser PEM terbesar hanya 200Nm³/jam, yang sulit untuk memenuhi meningkatnya permintaan hidrogen ramah lingkungan di dunia. masa depan sebelum masalah berskala besar terpecahkan. Kedua, dari segi biaya, katoda elektroliser PEM perlu menggunakan logam mulia iridium, dan anoda membutuhkan logam mulia platinum. Dalam hal iridium saja, menurut beban iridium katoda saat ini sebesar 2-5mg/cm2, 1 ton logam iridium hanya dapat memasok 1GW kapasitas terpasang sel elektrolitik PEM, dan produksi tahunan iridium hanya 5 ton. Dikonversi menjadi satu perangkat, elektroliser PEM 200Nm³/jam memerlukan 1Kg iridium, menurut harga pasar saat ini sebesar $203/g, harga iridium saja adalah $200,000. Elektroda dari elektroliser alkali umumnya adalah logam nikel, biayanya sangat rendah, dan biaya keseluruhan dari elektroliser alkali hanya seperempat dari elektroliser PEM.
Dalam hal kinerja, elektroliser alkali dan elektroliser PEM memiliki sedikit perbedaan dalam konsumsi daya produksi hidrogen, konsumsi energi dan efisiensi sistem, serta terdapat perbedaan yang signifikan dalam kepadatan arus dan waktu penyalaan. Kerapatan arus pada elektroliser alkali tradisional umumnya hanya 2000-3000A/m2, sedangkan rapat arus pada elektroliser PEM umumnya lebih dari 10.000A/m2. Kepadatan arus yang lebih tinggi berarti volume elektroliser PEM lebih kecil dan menempati area yang lebih kecil dengan jumlah produksi hidrogen yang sama. Produksi panas elektroliser lebih cepat setelah rapat arus elektroliser PEM ditingkatkan. Dengan lebih sedikit waktu untuk mencapai suhu pengoperasian, waktu mulai dingin menjadi lebih singkat.
Namun, seiring dengan perkembangan teknologi, kepadatan arus dan waktu pengaktifan elektroliser alkali semakin ditingkatkan.
