1966 ರಲ್ಲಿ, ಜನರಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಂಪನಿಯು ಪ್ರೋಟಾನ್ ವಹನ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೋಶವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು, ಪಾಲಿಮರ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಆಗಿ ಬಳಸಿತು. 1978 ರಲ್ಲಿ ಜನರಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್‌ನಿಂದ PEM ಕೋಶಗಳನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಕಂಪನಿಯು ಕಡಿಮೆ PEM ಕೋಶಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅದರ ಸೀಮಿತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಜೀವನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೂಡಿಕೆ ವೆಚ್ಚ. PEM ಕೋಶವು ಬೈಪೋಲಾರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಬೈಪೋಲಾರ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆನೋಡ್, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್ ಗುಂಪು ಮೆಂಬರೇನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ (MEA) ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಅಥವಾ ಇರಿಡಿಯಂನಂತಹ ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀರು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ, ಆನೋಡ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಮ್ಲಜನಕ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಪರಿಚಲನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ. PEM ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನ ತತ್ವವನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.
PEM ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಗರಿಷ್ಠ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸುಮಾರು 30Nm3/h ಮತ್ತು 174kW ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ. ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, PEM ಕೋಶದ ನಿಜವಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರವು ಸಂಪೂರ್ಣ ಮಿತಿ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಆವರಿಸುತ್ತದೆ. PEM ಕೋಶವು 1.6A/cm2 ವರೆಗೆ ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ದಕ್ಷತೆಯು 48%-65% ಆಗಿದೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ನಿರೋಧಕವಾಗಿರದ ಕಾರಣ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶದ ಉಷ್ಣತೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 80 ° C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಹೋಲ್ಲರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಸಣ್ಣ PEM ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ಸೆಲ್ ಮೇಲ್ಮೈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ. ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಅಗತ್ಯತೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಲೋಹಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. PEM ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನ ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಿದ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಬಹುತೇಕ ಏಕಕಾಲಿಕವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬೇಡಿಕೆಯ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಹೋಲ್ಲರ್ ಕೋಶಗಳು ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ 0-100% ಲೋಡ್ ರೇಟಿಂಗ್ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ. ಹೋಲ್ಲರ್ ಅವರ ಪೇಟೆಂಟ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಮೌಲ್ಯೀಕರಣ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತಿದೆ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ಸೌಲಭ್ಯವನ್ನು 2020 ರ ಅಂತ್ಯದ ವೇಳೆಗೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುವುದು.
PEM ಕೋಶಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನ ಶುದ್ಧತೆಯು 99.99% ನಷ್ಟು ಅಧಿಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ, ಪಾಲಿಮರ್ ಪೊರೆಯ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಅನಿಲ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯು ಸುಡುವ ಮಿಶ್ರಣಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅಪಾಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜಕಕ್ಕೆ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾದ ನೀರಿನ ವಾಹಕತೆಯು 1S/cm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರಬೇಕು. ಪಾಲಿಮರ್ ಮೆಂಬರೇನ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಗಣೆಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಏರಿಳಿತಗಳಿಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದರಿಂದ, PEM ಕೋಶಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. PEM ಕೋಶವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣಗೊಳಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಇದು ಕೆಲವು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೂಡಿಕೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್ ಮತ್ತು ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಲೋಹದ ಆಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, PEM ಕೋಶಗಳ ಸೇವಾ ಜೀವನವು ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶಗಳಿಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ, ಜಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ PEM ಕೋಶದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಫೆಬ್ರವರಿ-02-2023