Ym 1966, datblygodd General Electric Company gell electrolytig dŵr yn seiliedig ar gysyniad dargludiad proton, gan ddefnyddio pilen polymer fel electrolyte. Cafodd celloedd PEM eu masnacheiddio gan General Electric ym 1978. Ar hyn o bryd, mae'r cwmni'n cynhyrchu llai o gelloedd PEM, yn bennaf oherwydd ei gynhyrchiad hydrogen cyfyngedig, bywyd byr a chost buddsoddi uchel. Mae gan gell PEM strwythur deubegwn, a gwneir cysylltiadau trydanol rhwng celloedd trwy blatiau deubegwn, sy'n chwarae rhan bwysig wrth ollwng y nwyon a gynhyrchir. Mae'r grŵp anod, catod a philen yn ffurfio'r cynulliad electrod bilen (MEA). Mae'r electrod fel arfer yn cynnwys metelau gwerthfawr fel platinwm neu iridium. Yn yr anod, mae dŵr yn cael ei ocsidio i gynhyrchu ocsigen, electronau a phrotonau. Yn y catod, mae'r ocsigen, electronau a phrotonau a gynhyrchir gan yr anod yn cylchredeg trwy'r bilen i'r catod, lle cânt eu lleihau i gynhyrchu nwy hydrogen. Dangosir egwyddor electrolyzer PEM yn y ffigur.
Defnyddir celloedd electrolytig PEM fel arfer ar gyfer cynhyrchu hydrogen ar raddfa fach, gyda chynhyrchiad hydrogen uchaf o tua 30Nm3/h a defnydd pŵer o 174kW. O'i gymharu â chell alcalïaidd, mae cyfradd cynhyrchu hydrogen gwirioneddol cell PEM bron yn cwmpasu'r ystod derfyn gyfan. Gall y gell PEM weithio ar ddwysedd cerrynt uwch na'r gell alcalïaidd, hyd yn oed hyd at 1.6A/cm2, a'r effeithlonrwydd electrolytig yw 48% -65%. Oherwydd nad yw'r ffilm polymer yn gallu gwrthsefyll tymheredd uchel, mae tymheredd y gell electrolytig yn aml yn is na 80 ° C. Mae Hoeller electrolyzer wedi datblygu technoleg arwyneb celloedd wedi'i optimeiddio ar gyfer electrolyzers PEM bach. Gellir dylunio'r celloedd yn unol â'r gofynion, gan leihau faint o fetelau gwerthfawr a chynyddu'r pwysau gweithredu. Prif fantais electrolyzer PEM yw bod y cynhyrchiad hydrogen yn newid bron yn gydamserol â'r ynni a gyflenwir, sy'n addas ar gyfer newid y galw am hydrogen. Mae celloedd Hoeller yn ymateb i newidiadau gradd llwyth 0-100% mewn eiliadau. Mae technoleg patent Hoeller yn cael profion dilysu, a bydd y cyfleuster prawf yn cael ei adeiladu erbyn diwedd 2020.
Gall purdeb hydrogen a gynhyrchir gan gelloedd PEM fod mor uchel â 99.99%, sy'n uwch na phurdeb celloedd alcalïaidd. Yn ogystal, mae athreiddedd nwy hynod isel y bilen bolymer yn lleihau'r risg o ffurfio cymysgeddau fflamadwy, gan ganiatáu i'r electrolyzer weithredu ar ddwysedd cerrynt hynod o isel. Rhaid i ddargludedd y dŵr a gyflenwir i'r electrolyzer fod yn llai na 1S/cm. Oherwydd bod cludiant proton ar draws y bilen polymer yn ymateb yn gyflym i amrywiadau pŵer, gall celloedd PEM weithredu mewn gwahanol ddulliau cyflenwad pŵer. Er bod y gell PEM wedi'i masnacheiddio, mae ganddi rai anfanteision, yn bennaf y gost buddsoddi uchel a chost uchel electrodau pilen a metel gwerthfawr. Yn ogystal, mae bywyd gwasanaeth celloedd PEM yn fyrrach nag oes celloedd alcalïaidd. Yn y dyfodol, mae angen gwella gallu cell PEM i gynhyrchu hydrogen yn fawr.
Amser postio: Chwefror-02-2023