Niadtong 1966, ang General Electric Company nagpalambo sa water electrolytic cell base sa proton conduction concept, gamit ang polymer membrane isip electrolyte. Ang mga selula sa PEM gi-komersyal sa General Electric niadtong 1978. Sa pagkakaron, ang kompanya naggama ug mas diyutay nga mga selula sa PEM, tungod sa limitado nga produksyon sa hydrogen, mubo nga kinabuhi ug taas nga gasto sa pagpamuhunan. Ang PEM cell adunay bipolar structure, ug ang electrical connections tali sa mga cell gihimo pinaagi sa bipolar plates, nga adunay importante nga papel sa pagdiskarga sa namugna nga mga gas. Ang anode, cathode, ug grupo sa lamad nahimong membrane electrode assembly (MEA). Ang elektrod kasagarang gilangkoban sa bililhong mga metal sama sa platinum o iridium. Sa anode, ang tubig gi-oxidized aron makahimo og oxygen, mga electron ug mga proton. Sa cathode, ang oksiheno, mga electron ug mga proton nga gihimo sa anode nag-circulate pinaagi sa lamad ngadto sa cathode, diin sila gipakunhod aron makahimo og hydrogen gas. Ang prinsipyo sa PEM electrolyzer gipakita sa numero.
Ang mga electrolytic cell sa PEM kasagarang gigamit alang sa gamay nga produksiyon sa hydrogen, nga adunay labing taas nga produksiyon sa hydrogen nga mga 30Nm3 / h ug usa ka konsumo sa kuryente nga 174kW. Kung itandi sa alkaline cell, ang aktuwal nga hydrogen production rate sa PEM cell hapit naglangkob sa tibuuk nga limit range. Ang PEM cell mahimo nga magtrabaho sa usa ka mas taas nga kasamtangan nga Densidad kay sa alkaline nga selula, bisan sa 1.6A/cm2, ug ang electrolytic efficiency mao ang 48% -65%. Tungod kay ang polymer film dili makasugakod sa taas nga temperatura, ang temperatura sa electrolytic cell kasagaran ubos sa 80 °C. Ang Hoeller electrolyzer nakahimo og usa ka optimized cell surface technology alang sa gagmay nga PEM electrolyzers. Ang mga selyula mahimong gidisenyo sumala sa mga kinahanglanon, pagkunhod sa kantidad sa mga mahal nga metal ug pagdugang sa presyur sa operasyon. Ang nag-unang bentaha sa PEM electrolyzer mao nga ang produksiyon sa hydrogen halos dungan nga nagbag-o sa enerhiya nga gihatag, nga angay alang sa pagbag-o sa panginahanglan sa hydrogen. Ang mga selula sa Hoeller motubag sa 0-100% nga mga pagbag-o sa rating sa pagkarga sa mga segundo. Ang patente nga teknolohiya ni Hoeller nag-agi sa mga pagsulay sa pag-validate, ug ang pasilidad sa pagsulay matukod sa katapusan sa 2020.
Ang kaputli sa hydrogen nga gihimo sa mga selula sa PEM mahimong ingon ka taas sa 99.99%, nga mas taas kaysa sa alkaline nga mga selula. Dugang pa, ang hilabihan ka ubos nga gas permeability sa polymer membrane nagpamenos sa risgo sa pagporma sa mga flammable mixtures, nga nagtugot sa electrolyzer sa pag-operate sa hilabihan ka ubos nga kasamtangan nga densidad. Ang conductivity sa tubig nga gihatag sa electrolyzer kinahanglan nga ubos pa kay sa 1S/cm. Tungod kay ang transportasyon sa proton tabok sa polymer membrane dali nga motubag sa mga pagbag-o sa kuryente, ang mga selula sa PEM mahimong molihok sa lainlaing mga mode sa suplay sa kuryente. Bisan kung ang PEM cell na-komersyal na, kini adunay pipila nga mga disbentaha, labi na ang taas nga gasto sa pagpamuhunan ug ang taas nga gasto sa parehas nga lamad ug bililhon nga mga electrodes nga nakabase sa metal. Dugang pa, ang kinabuhi sa serbisyo sa mga selula sa PEM mas mubo kaysa sa mga selula sa alkaline. Sa umaabot, ang kapasidad sa PEM cell sa pagprodyus og hydrogen kinahanglan nga pauswagon pag-ayo.
Oras sa pag-post: Peb-02-2023