Un nouvel acteur dans la course à l'énergie hydrogène : pourquoi l'électrodialyse à membrane bipolaire (BPED) est-elle si populaire ?

Dans le contexte de la transition énergétique mondiale, l'hydrogène connaît des opportunités de développement sans précédent. Des politiques aux marchés financiers, l'« hydrogène vert » est devenu un terme à la mode. Dans la course aux technologies de production d'hydrogène, outre les méthodes bien connues, d'autres technologies émergent. électrolyse alcaline de l'eau (AWE), électrolyse à membrane échangeuse de protons (PEMEC) et électrolyseur à oxyde solide (SOEC), une technologie relativement discrète mais très prometteuse émerge discrètement —électrodialyse à membrane bipolaire (BPED).

I. Qu'est-ce que l'électrodialyse à membrane bipolaire ?

L'élément central de l'électrodialyse à membrane bipolaire est l'empilement de membranes. L'agencement des membranes bipolaires avec des membranes échangeuses de cations (CEM) conventionnelles et membranes échangeuses d'anions L'empilement d'électrodialyse à membrane bipolaire (AEM) est constitué de plusieurs éléments agencés selon un ordre précis. La membrane bipolaire et la membrane échangeuse de cations forment la chambre acide, la membrane bipolaire et la membrane échangeuse d'anions forment la chambre alcaline, et la membrane échangeuse de cations et la membrane échangeuse d'anions forment la chambre de sel. La solution saline pénètre dans la chambre de sel. Sous l'influence d'un champ électrique : les cations migrent à travers la membrane cationique vers la cathode, et les anions migrent à travers la membrane anionique vers l'anode. Les ions H⁺ générés par la membrane bipolaire pénètrent dans la chambre acide et se combinent aux anions migrants pour former de l'acide. Les ions OH⁻ générés par la membrane bipolaire pénètrent dans la chambre alcaline et se combinent aux cations migrants pour former une base. La concentration de sel dans la chambre de sel diminue progressivement, permettant ainsi le dessalement ; les chambres acide et alcaline produisent alors respectivement de l'acide et de la base. L'ensemble du procédé ne nécessite aucun réactif chimique et ne consomme que de l'électricité et de l'eau.

II. Deux rôles essentiels de la BPED dans le secteur de l'énergie hydrogène

1. Préparation d'une solution alcaline par électrolyse de l'eau alcaline pour la production d'hydrogène

Dans l'électrolyse alcaline de l'eau pour la production d'hydrogène, on utilise généralement du KOH comme électrolyte. Traditionnellement, ces solutions alcalines sont préparées chimiquement, un procédé énergivore qui présente également des risques pour la sécurité lors du transport et du stockage. Le procédé BPED, en revanche, permet de produire directement du KOH de haute pureté sur site à partir de solutions salines peu coûteuses telles que le KCl, tout en produisant simultanément l'acide chlorhydrique correspondant comme sous-produit. Cela signifie :

Réduction du transport de produits chimiques dangereux : le remplacement des alcalis par du sel améliore considérablement la sécurité ;

Coûts des matières premières réduits : le sel est beaucoup moins cher que l’alcali fini ;

Préparation sur site réalisée : Couplée à l'électrolyseur, formant un système intégré de production d'hydrogène.

2. Éléments clés de l'électrolyse PEM pour la production d'hydrogène

L'électrolyse à membrane échangeuse de protons (PEM) est l'une des principales technologies de production d'hydrogène vert à haute pression. Cependant, elle exige une qualité d'eau extrêmement élevée et le milieu anodique doit être maintenu acide pour préserver l'efficacité de la conduction protonique. Dans le système de production d'hydrogène PEM, le BPED joue deux rôles clés :

Préparation d'eau ultrapure : grâce au dessalement BPED, les ions traces dans l'eau peuvent être efficacement éliminés pour produire de l'eau ultrapure avec une résistivité de 18,2 MΩ·cm ;

Régénération de l'acide : L'acide présent du côté anodique du système PEM est progressivement contaminé par des ions métalliques pendant son fonctionnement. Le BPED permet d'éliminer sélectivement les cations impurs, ce qui autorise le recyclage de l'acide et prolonge la durée de vie de l'électrolyseur.

III. Conclusion

Dans le secteur de l'hydrogène, la concurrence se joue essentiellement sur l'efficacité et le coût. L'électrodialyse à membrane bipolaire (BPED), grâce à sa capacité unique de dissociation de l'eau, offre de nouvelles perspectives technologiques à plusieurs étapes de la production d'hydrogène. Elle ne vise pas à remplacer les technologies dominantes existantes, mais plutôt à combler les lacunes des méthodes traditionnelles, en se positionnant comme un outil complémentaire et un allié. Pour les acteurs du secteur, s'intéresser à la BPED ne signifie pas s'accrocher à un concept, mais reconnaître une approche plus propre, plus flexible et plus intégrée. À ce stade crucial de la transition du secteur de l'hydrogène, passant d'une logique de réglementation à une logique de marché, toute technologie susceptible de réduire les coûts totaux du cycle de vie mérite d'être sérieusement envisagée.

FAQ :

1. Qui sommes-nous ?
Nous sommes basés à Anhui, en Chine, et ce depuis 2011. Nous vendons nos produits en Asie du Sud-Est, en Amérique du Nord, en Europe de l'Est et en Asie du Sud.

2. Pouvez-vous personnaliser la puissance ou la tension nominale ?
Oui, la personnalisation des produits est acceptable.

3. Votre entreprise peut-elle fournir un système complet (pile à combustible, production d'hydrogène, stockage d'hydrogène, système d'approvisionnement en hydrogène) ?
Oui, nous pouvons fournir les accessoires nécessaires.