ເທກໂນໂລຍີການຜະລິດ hydrogen ນ້ໍາ electrolytic membrane (PEM) ຄວາມຄືບຫນ້າແລະການວິເຄາະເສດຖະກິດ

ໃນປີ 1966, ບໍລິສັດໄຟຟ້າທົ່ວໄປໄດ້ພັດທະນາເຊນ electrolytic ນ້ໍາໂດຍອີງໃສ່ແນວຄວາມຄິດຂອງ proton conduction, ການນໍາໃຊ້ເຍື່ອໂພລີເມີເປັນ electrolyte.ເຊລ PEM ໄດ້ຖືກນຳໄປຂາຍໂດຍບໍລິສັດ General Electric ໃນປີ 1978.ໃນປັດຈຸບັນ, ບໍລິສັດຜະລິດຈຸລັງ PEM ຫນ້ອຍລົງ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນການຜະລິດໄຮໂດເຈນຈໍາກັດ, ຊີວິດສັ້ນແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການລົງທຶນສູງ.ເຊນ PEM ມີໂຄງສ້າງ bipolar, ແລະການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າລະຫວ່າງຈຸລັງແມ່ນເຮັດຜ່ານແຜ່ນ bipolar, ເຊິ່ງມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການຂັບໄລ່ທາດອາຍຜິດທີ່ຜະລິດອອກ.ກຸ່ມ anode, cathode, ແລະເຍື່ອປະກອບເປັນອຸປະກອນປະກອບ electrode membrane (MEA). ປົກກະຕິແລ້ວ electrode ແມ່ນປະກອບດ້ວຍໂລຫະປະເສີດເຊັ່ນ platinum ຫຼື iridium.ຢູ່ທີ່ anode, ນ້ໍາຖືກ oxidized ເພື່ອຜະລິດອົກຊີເຈນ, ເອເລັກໂຕຣນິກແລະ protons.ຢູ່ທີ່ cathode, ອົກຊີເຈນ, ເອເລັກໂຕຣນິກແລະ protons ທີ່ຜະລິດໂດຍ anode ໄຫຼຜ່ານເຍື່ອໄປສູ່ cathode, ບ່ອນທີ່ພວກມັນຖືກຫຼຸດລົງເພື່ອຜະລິດອາຍແກັສ hydrogen.ຫຼັກການຂອງ electrolyzer PEM ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.

ຈຸລັງ electrolytic PEM ປົກກະຕິແລ້ວຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການຜະລິດໄຮໂດເຈນຂະຫນາດນ້ອຍ, ການຜະລິດໄຮໂດເຈນສູງສຸດປະມານ 30Nm3 / h ແລະການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງ 174kW.ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຊນທີ່ເປັນດ່າງ, ອັດຕາການຜະລິດໄຮໂດເຈນທີ່ແທ້ຈິງຂອງເຊນ PEM ເກືອບກວມເອົາຂອບເຂດຈໍາກັດທັງຫມົດ.ເຊນ PEM ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນສູງກວ່າເຊລທີ່ເປັນດ່າງ, ເຖິງແມ່ນ 1.6A/cm2, ແລະປະສິດທິພາບໄຟຟ້າແມ່ນ 48%-65%.ເນື່ອງຈາກວ່າຮູບເງົາໂພລີເມີແມ່ນບໍ່ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງ, ອຸນຫະພູມຂອງຈຸລັງໄຟຟ້າມັກຈະຕ່ໍາກວ່າ 80 ° C.Hoeller electrolyzer ໄດ້ພັດທະນາເທກໂນໂລຍີພື້ນຜິວຂອງເຊນທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບ electrolyzers PEM ຂະຫນາດນ້ອຍ. ຈຸລັງສາມາດອອກແບບໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການ, ຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານຂອງໂລຫະປະເສີດແລະເພີ່ມຄວາມກົດດັນໃນການດໍາເນີນງານ.ປະໂຫຍດຕົ້ນຕໍຂອງ electrolyzer PEM ແມ່ນວ່າການຜະລິດ hydrogen ມີການປ່ຽນແປງເກືອບ synchronously ກັບພະລັງງານທີ່ສະຫນອງ, ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ອງການ hydrogen.ຈຸລັງ Hoeller ຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງການຈັດອັນດັບການໂຫຼດ 0-100% ໃນວິນາທີ.ເທັກໂນໂລຍີທີ່ໄດ້ຮັບສິດທິບັດຂອງ Hoeller ກໍາລັງດໍາເນີນການທົດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງ, ແລະສະຖານທີ່ທົດສອບຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນທ້າຍປີ 2020.

ຄວາມບໍລິສຸດຂອງ hydrogen ທີ່ຜະລິດໂດຍຈຸລັງ PEM ສາມາດສູງເຖິງ 99.99%, ເຊິ່ງສູງກວ່າຈຸລັງທີ່ເປັນດ່າງ.ນອກຈາກນັ້ນ, ການ permeability ອາຍແກັສຕ່ໍາສຸດຂອງເຍື່ອໂພລີເມີຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຂອງການປະກອບເປັນປະສົມທີ່ຕິດໄຟ, ອະນຸຍາດໃຫ້ electrolyzer ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຄວາມຫນາແຫນ້ນຕ່ໍາສຸດໃນປະຈຸບັນ.ການນໍາຂອງນ້ໍາທີ່ສະຫນອງໃຫ້ແກ່ electrolyzer ຈະຕ້ອງຫນ້ອຍກວ່າ 1S / cm.ເນື່ອງຈາກວ່າການຂົນສົ່ງ proton ໃນທົ່ວເຍື່ອໂພລີເມີຕອບສະຫນອງຢ່າງໄວວາຕໍ່ການເຫນັງຕີງຂອງພະລັງງານ, ຈຸລັງ PEM ສາມາດດໍາເນີນການໃນໂຫມດການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸລັງ PEM ໄດ້ຖືກນໍາມາສູ່ການຄ້າ, ມັນມີຂໍ້ເສຍບາງອັນ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການລົງທຶນສູງແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງທັງເຍື່ອແລະ electrodes ໂລຫະປະເສີດ.ນອກຈາກນັ້ນ, ຊີວິດການບໍລິການຂອງຈຸລັງ PEM ແມ່ນສັ້ນກວ່າຈຸລັງທີ່ເປັນດ່າງ.ໃນອະນາຄົດ, ຄວາມສາມາດຂອງເຊນ PEM ໃນການຜະລິດໄຮໂດເຈນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.