1966 онд Женерал Электрик компани полимер мембраныг электролит болгон ашиглан протон дамжуулалтын үзэл баримтлалд үндэслэн усны электролитийн эсийг бүтээжээ. PEM эсүүдийг 1978 онд General Electric компани худалдаанд гаргасан. Одоогоор тус компани нь устөрөгчийн үйлдвэрлэл хязгаарлагдмал, ашиглалтын хугацаа богино, хөрөнгө оруулалтын өндөр өртөгтэй тул цөөхөн PEM эс үйлдвэрлэж байна. PEM эс нь хоёр туйлт бүтэцтэй бөгөөд эсүүдийн хоорондох цахилгаан холболт нь үүссэн хийг гадагшлуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хоёр туйлт хавтангаар дамжин хийгддэг. Анод, катод, мембраны бүлэг нь мембран электродын угсралтыг (MEA) бүрдүүлдэг. Электрод нь ихэвчлэн цагаан алт, иридиум зэрэг үнэт металлуудаас бүрддэг. Анод дээр ус исэлдэж хүчилтөрөгч, электрон, протон үүсгэдэг. Катодын үед анодын үүсгэсэн хүчилтөрөгч, электрон ба протонууд мембранаар дамжин катод руу эргэлдэж, устөрөгчийн хий үүсгэдэг. PEM электролизерийн зарчмыг зурагт үзүүлэв.
PEM электролитийн эсүүдийг ихэвчлэн бага хэмжээний устөрөгч үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд устөрөгчийн хамгийн их үйлдвэрлэл нь ойролцоогоор 30Нм3/цаг, эрчим хүчний хэрэглээ 174кВт байдаг. Шүлтлэг эстэй харьцуулахад PEM эсийн устөрөгчийн үйлдвэрлэлийн бодит хурд нь хязгаарын бүх хүрээг хамардаг. PEM эс нь шүлтлэг эсийнхээс өндөр гүйдлийн нягттай, бүр 1.6А/см2 хүртэл ажиллах боломжтой ба электролитийн үр ашиг нь 48%-65% байна. Полимер хальс нь өндөр температурт тэсвэртэй байдаггүй тул электролитийн эсийн температур ихэвчлэн 80 ° C-аас бага байдаг. Hoeller электролизер нь жижиг PEM электролизерт зориулсан эсийн гадаргуугийн оновчтой технологийг боловсруулсан. Уг эсийг шаардлагын дагуу хийснээр үнэт металлын хэмжээг багасгаж, ажлын даралтыг нэмэгдүүлнэ. PEM электролизерын гол давуу тал нь устөрөгчийн үйлдвэрлэл нь нийлүүлсэн энергитэй бараг синхрон өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь устөрөгчийн хэрэгцээг өөрчлөхөд тохиромжтой. Хоеллер эсүүд секундын дотор 0-100% ачааллын үнэлгээний өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлдэг. Hoeller-ийн патентлагдсан технологи нь баталгаажуулалтын туршилтанд хамрагдаж байгаа бөгөөд туршилтын байгууламжийг 2020 оны эцэс гэхэд барина.
PEM эсээс гаргаж авсан устөрөгчийн цэвэршилт нь 99.99% хүртэл өндөр байж болох бөгөөд энэ нь шүлтлэг эсийнхээс өндөр байна. Үүнээс гадна полимер мембраны хийн нэвчилт нь маш бага байдаг нь шатамхай хольц үүсэх эрсдлийг бууруулж, электролизер нь маш бага гүйдлийн нягттай ажиллах боломжийг олгодог. Электролизерт нийлүүлсэн усны дамжуулах чанар 1С/см-ээс бага байх ёстой. Полимер мембранаар дамжуулан протоны тээвэрлэлт нь эрчим хүчний хэлбэлзэлд хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг тул PEM эсүүд нь янз бүрийн тэжээлийн горимд ажиллах боломжтой. Хэдийгээр PEM эсийг худалдаанд нэвтрүүлсэн ч энэ нь зарим сул талуудтай бөгөөд голчлон хөрөнгө оруулалтын өндөр өртөг, мембран болон үнэт металл дээр суурилсан электродуудын өндөр өртөгтэй байдаг. Үүнээс гадна PEM эсийн үйлчилгээний хугацаа шүлтлэг эсийнхээс богино байдаг. Ирээдүйд PEM эсийн устөрөгч үйлдвэрлэх хүчин чадлыг ихээхэн сайжруулах шаардлагатай байна.
Шуудангийн цаг: 2023-02-02