Yn 1966 ûntwikkele General Electric Company in wetterelektrolytyske sel basearre op it konsept fan protongelieding, mei in polymeermembraan as elektrolyt. PEM-sellen waarden yn 1978 troch General Electric op 'e merk brocht. Op it stuit produseart it bedriuw minder PEM-sellen, benammen fanwegen de beheinde wetterstofproduksje, koarte libbensdoer en hege ynvestearringskosten. In PEM-sel hat in bipolare struktuer, en elektryske ferbiningen tusken sellen wurde makke fia bipolare platen, dy't in wichtige rol spylje by it ûntladen fan 'e generearre gassen. De anode, katode en membraangroep foarmje de membraanelektrode-assemblage (MEA). De elektrode bestiet meastentiids út kostbere metalen lykas platina of iridium. By de anode wurdt wetter oksidearre om soerstof, elektroanen en protonen te produsearjen. By de katode sirkulearje de soerstof, elektroanen en protonen produsearre troch de anode troch it membraan nei de katode, dêr't se redusearre wurde om wetterstofgas te produsearjen. It prinsipe fan 'e PEM-elektrolyser wurdt werjûn yn 'e figuer.
PEM-elektrolytyske sellen wurde meast brûkt foar lytsskalige wetterstofproduksje, mei in maksimale wetterstofproduksje fan sawat 30 Nm3/oere en in enerzjyferbrûk fan 174 kW. Yn ferliking mei in alkaline sel beslacht de werklike wetterstofproduksjesnelheid fan in PEM-sel hast it heule limytberik. De PEM-sel kin wurkje mei in hegere stroomtichtens as de alkaline sel, sels oant 1,6 A/cm2, en de elektrolytyske effisjinsje is 48%-65%. Omdat de polymeerfilm net bestand is tsjin hege temperatuer, is de temperatuer fan 'e elektrolytyske sel faak ûnder 80 °C. Hoeller elektrolyzer hat in optimalisearre sel-oerflaktechnology ûntwikkele foar lytse PEM-elektrolyzers. De sellen kinne ûntwurpen wurde neffens de easken, wêrtroch't de hoemannichte edelmetalen fermindere wurdt en de wurkdruk ferhege wurdt. It wichtichste foardiel fan in PEM-elektrolyzer is dat de wetterstofproduksje hast syngroan feroaret mei de levere enerzjy, wat geskikt is foar de feroaring fan wetterstoffraach. Hoeller-sellen reagearje op 0-100% feroarings yn 'e ladingswurdearring yn sekonden. De patintearre technology fan Hoeller ûndergiet falidaasjetests, en de testfoarsjenning sil ein 2020 boud wêze.
De suverens fan wetterstof produsearre troch PEM-sellen kin wol 99,99% wêze, wat heger is as dy fan alkaline sellen. Derneist ferminderet de ekstreem lege gaspermeabiliteit fan it polymeermembraan it risiko op it foarmjen fan brânbere mingsels, wêrtroch't de elektrolyser by ekstreem lege stroomdichtheden kin wurkje. De konduktiviteit fan it wetter dat oan 'e elektrolyser wurdt levere moat minder wêze as 1S/cm. Omdat protontransport oer it polymeermembraan fluch reagearret op stroomfluktuaasjes, kinne PEM-sellen wurkje yn ferskate stroomfoarsjenningsmodi. Hoewol de PEM-sel kommersjalisearre is, hat it wat neidielen, benammen de hege ynvestearringskosten en de hege kosten fan sawol membraan- as edelmetaal-basearre elektroden. Derneist is de libbensdoer fan PEM-sellen koarter as dy fan alkaline sellen. Yn 'e takomst moat de kapasiteit fan PEM-sellen om wetterstof te produsearjen sterk ferbettere wurde.
Pleatsingstiid: 2 febrewaris 2023