Në vitin 1966, General Electric Company zhvilloi qelizën elektrolitike të ujit bazuar në konceptin e përcjelljes së protonit, duke përdorur membranën polimer si elektrolit. Qelizat PEM u komercializuan nga General Electric në 1978. Aktualisht, kompania prodhon më pak qeliza PEM, kryesisht për shkak të prodhimit të kufizuar të hidrogjenit, jetëgjatësisë së shkurtër dhe kostos së lartë të investimit. Një qelizë PEM ka një strukturë bipolare dhe lidhjet elektrike midis qelizave kryhen përmes pllakave bipolare, të cilat luajnë një rol të rëndësishëm në shkarkimin e gazeve të krijuara. Grupi i anodës, katodës dhe membranës formojnë asamblenë e elektrodës së membranës (MEA). Elektroda zakonisht përbëhet nga metale të çmuara si platini ose iridiumi. Në anodë, uji oksidohet për të prodhuar oksigjen, elektrone dhe protone. Në katodë, oksigjeni, elektronet dhe protonet e prodhuara nga anoda qarkullojnë përmes membranës në katodë, ku ato reduktohen për të prodhuar gaz hidrogjeni. Parimi i elektrolizuesit PEM është paraqitur në figurë.
Qelizat elektrolitike PEM përdoren zakonisht për prodhimin e hidrogjenit në shkallë të vogël, me një prodhim maksimal hidrogjeni prej rreth 30 Nm3/h dhe një konsum energjie prej 174 kW. Krahasuar me qelizat alkaline, shkalla aktuale e prodhimit të hidrogjenit të qelizës PEM pothuajse mbulon të gjithë gamën kufitare. Qeliza PEM mund të punojë me një densitet më të lartë të rrymës sesa qeliza alkaline, madje deri në 1.6A/cm2, dhe efikasiteti elektrolitik është 48%-65%. Për shkak se filmi polimer nuk është rezistent ndaj temperaturës së lartë, temperatura e qelizës elektrolitike është shpesh nën 80°C. Elektrolizeri Hoeller ka zhvilluar një teknologji të optimizuar të sipërfaqes së qelizës për elektrolizuesit e vegjël PEM. Qelizat mund të projektohen sipas kërkesave, duke ulur sasinë e metaleve të çmuara dhe duke rritur presionin e funksionimit. Avantazhi kryesor i elektrolizerit PEM është se prodhimi i hidrogjenit ndryshon pothuajse në mënyrë sinkrone me energjinë e furnizuar, e cila është e përshtatshme për ndryshimin e kërkesës për hidrogjen. Qelizat Hoeller i përgjigjen ndryshimeve të vlerësimit të ngarkesës 0-100% në sekonda. Teknologjia e patentuar e Hoeller-it po i nënshtrohet testeve të vërtetimit dhe objekti i testimit do të ndërtohet deri në fund të vitit 2020.
Pastërtia e hidrogjenit të prodhuar nga qelizat PEM mund të jetë deri në 99.99%, që është më e lartë se ajo e qelizave alkaline. Përveç kësaj, përshkueshmëria jashtëzakonisht e ulët e gazit të membranës polimer redukton rrezikun e formimit të përzierjeve të ndezshme, duke lejuar që elektrolizatori të funksionojë me densitet jashtëzakonisht të ulët të rrymës. Përçueshmëria e ujit të furnizuar me elektrolizer duhet të jetë më e vogël se 1S/cm. Për shkak se transporti i protonit nëpër membranën e polimerit i përgjigjet shpejt luhatjeve të energjisë, qelizat PEM mund të funksionojnë në mënyra të ndryshme të furnizimit me energji. Megjithëse qeliza PEM është komercializuar, ajo ka disa disavantazhe, kryesisht koston e lartë të investimit dhe shpenzimet e larta të elektrodave me bazë membrane dhe metali të çmuar. Për më tepër, jeta e shërbimit të qelizave PEM është më e shkurtër se ajo e qelizave alkaline. Në të ardhmen, kapaciteti i qelizës PEM për të prodhuar hidrogjen duhet të përmirësohet shumë.
Koha e postimit: Shkurt-02-2023