Am Joer 1966 huet d'General Electric Company Waasserelektrolytesch Zelle baséiert op Protonleitungskonzept entwéckelt, mat Polymermembran als Elektrolyt. PEM Zellen goufen vun General Electric kommerzialiséiert an 1978. Am Moment produzéiert d'Firma manner PEM Zellen, haaptsächlech wéinst senger limitéierter Wasserstoffproduktioun, kuerzer Liewensdauer an héich Investitiounskäschte. Eng PEM Zell huet eng bipolare Struktur, an elektresch Verbindungen tëscht Zellen ginn duerch bipolare Placke gemaach, déi eng wichteg Roll spillen an der Entladung vun de generéierte Gase. D'Anode, d'Kathode an d'Membrangrupp bilden d'Membranelektrodenversammlung (MEA). D'Elektrode besteet normalerweis aus Edelmetaller wéi Platin oder Iridium. Op der Anode gëtt Waasser oxidéiert fir Sauerstoff, Elektronen a Protonen ze produzéieren. Bei der Kathode zirkuléiere Sauerstoff, Elektronen a Protonen, déi vun der Anode produzéiert ginn, duerch d'Membran an d'Kathode, wou se reduzéiert ginn fir Waasserstoffgas ze produzéieren. De Prinzip vum PEM Elektrolyzer gëtt an der Figur gewisen.
PEM elektrolytesch Zellen ginn normalerweis fir kleng Waasserstoffproduktioun benotzt, mat enger maximaler Waasserstoffproduktioun vu ronn 30Nm3/h an engem Stroumverbrauch vun 174kW. Am Verglach mat alkalesche Zellen, deckt den aktuellen Waasserstoffproduktiounsquote vun der PEM-Zell bal de ganze Grenzbereich. D'PEM Zelle kann bei enger méi héijer Stroumdicht wéi déi alkalesch Zell funktionnéieren, souguer bis zu 1.6A / cm2, an d'elektrolytesch Effizienz ass 48% -65%. Well de Polymerfilm net resistent géint héich Temperatur ass, ass d'Temperatur vun der elektrolytescher Zell dacks ënner 80 ° C. Hoeller Elektrolyzer huet eng optimiséiert Zell Uewerfläch Technologie fir kleng PEM electrolyzers entwéckelt. D'Zellen kënnen no den Ufuerderungen entworf ginn, d'Quantitéit vun Edelmetaller reduzéieren an den Operatiounsdrock erhéijen. Den Haaptvirdeel vum PEM Elektrolyzer ass datt d'Waasserstoffproduktioun bal synchron mat der geliwwert Energie ännert, wat fir d'Verännerung vun der Waasserstoffbedarf gëeegent ass. Hoeller Zellen reagéieren op 0-100% Last Bewäertung Ännerungen an Sekonnen. Dem Hoeller seng patentéiert Technologie ass ënner Validatiounstester, an d'Testanlag gëtt bis Enn 2020 gebaut.
D'Rengheet vu Waasserstoff produzéiert vu PEM Zellen kann esou héich wéi 99,99% sinn, wat méi héich ass wéi déi vun alkaleschen Zellen. Zousätzlech reduzéiert déi extrem niddereg Gaspermeabilitéit vun der Polymermembran de Risiko fir entzündlech Mëschungen ze bilden, wat den Elektrolyzer erlaabt mat extrem nidderegen Stroumdichten ze bedreiwen. D'Konduktivitéit vum Waasser, deen dem Elektrolyzer geliwwert gëtt, muss manner wéi 1S / cm sinn. Well Protonentransport iwwer d'Polymermembran reagéiert séier op Kraaftschwankungen, kënnen PEM Zellen a verschiddene Stroumversuergungsmodi operéieren. Och wann d'PEM Zell kommerzialiséiert gouf, huet et e puer Nodeeler, haaptsächlech déi héich Investitiounskäschte an déi héich Käschte vu Membran an Edelmetallbaséiert Elektroden. Zousätzlech ass d'Liewensdauer vu PEM Zellen méi kuerz wéi dee vun alkaleschen Zellen. An Zukunft muss d'Kapazitéit vun der PEM Zelle fir Waasserstoff ze produzéieren staark verbessert ginn.
Post Zäit: Feb-02-2023