Sa bhliain 1966, d'fhorbair General Electric Company cill leictrealaíoch uisce bunaithe ar choincheap seoltachta prótóin, ag baint úsáide as membrane polaiméire mar leictrilít. Rinne General Electric tráchtálú ar chealla PEM sa bhliain 1978. Faoi láthair, tá níos lú cealla PEM á dtáirgeadh ag an gcuideachta, den chuid is mó mar gheall ar a táirgeadh hidrigine teoranta, a saolré gearr agus a chostas ard infheistíochta. Tá struchtúr dépholach ag cill PEM, agus déantar naisc leictreacha idir cealla trí phlátaí dépholacha, a bhfuil ról tábhachtach acu i scaoileadh na ngás a ghintear. Is é an anóid, an catóid, agus an grúpa membrane an tionól leictreoid membrane (MEA). De ghnáth, bíonn an leictreoid comhdhéanta de mhiotail lómhara amhail platanam nó iridiam. Ag an anóid, déantar uisce a ocsaídiú chun ocsaigin, leictreoin agus prótóin a tháirgeadh. Ag an gcatóid, scaipeann an ocsaigin, na leictreoin agus na prótóin a tháirgeann an anóid tríd an membrane go dtí an catóid, áit a laghdaítear iad chun gás hidrigine a tháirgeadh. Taispeántar prionsabal an leictrealaíoch PEM sa fhigiúr.
De ghnáth, úsáidtear cealla leictrealaíocha PEM le haghaidh táirgeadh hidrigine ar scála beag, le huasmhéid táirgthe hidrigine de thart ar 30Nm3/u agus tomhaltas cumhachta de 174kW. I gcomparáid le cealla alcaileacha, clúdaíonn ráta táirgthe hidrigine iarbhír na cealla PEM beagnach an raon teorann iomlán. Is féidir leis an gcill PEM oibriú ag dlús reatha níos airde ná an chill alcaileach, fiú suas le 1.6A/cm2, agus is é 48%-65% an éifeachtúlacht leictrealaíoch. Toisc nach bhfuil an scannán polaiméire frithsheasmhach in aghaidh teocht ard, is minic a bhíonn teocht na cealla leictrealaíoch faoi bhun 80°C. D'fhorbair leictrealaíoch Hoeller teicneolaíocht dromchla cealla optamaithe do leictrealaíochóirí beaga PEM. Is féidir na cealla a dhearadh de réir na gceanglas, ag laghdú méid na miotal lómhar agus ag méadú an bhrú oibriúcháin. Is é príomhbhuntáiste an leictrealaíoch PEM go n-athraíonn an táirgeadh hidrigine beagnach go sioncrónach leis an bhfuinneamh a sholáthraítear, atá oiriúnach don athrú ar an éileamh hidrigine. Freagraíonn cealla Hoeller d'athruithe rátáil ualaigh 0-100% i soicindí. Tá teicneolaíocht phaitinnithe Hoeller faoi thástálacha bailíochtaithe, agus tógfar an tsaoráid tástála faoi dheireadh 2020.
Is féidir le híonacht an hidrigine a tháirgeann cealla PEM a bheith chomh hard le 99.99%, atá níos airde ná íonacht cealla alcaileacha. Ina theannta sin, laghdaíonn tréscaoilteacht gáis thar a bheith íseal an scannáin polaiméire an baol go bhfoirmeofar meascáin inadhainte, rud a ligeann don leictrilíseoir oibriú ag dlúis reatha thar a bheith íseal. Caithfidh seoltacht an uisce a sholáthraítear don leictrilíseoir a bheith níos lú ná 1S/cm. Toisc go bhfreagraíonn iompar prótóin trasna an scannáin polaiméire go tapa do luaineachtaí cumhachta, is féidir le cealla PEM oibriú i modhanna soláthair cumhachta éagsúla. Cé gur thráchtáladh an chill PEM, tá roinnt míbhuntáistí aici, go príomha an costas ard infheistíochta agus costas ard leictreoidí bunaithe ar scannáin agus ar mhiotail lómhara araon. Ina theannta sin, tá saolré seirbhíse cealla PEM níos giorra ná saolré seirbhíse cealla alcaileacha. Amach anseo, ní mór cumas na cealla PEM hidrigin a tháirgeadh a fheabhsú go mór.
Am an phoist: 2 Feabhra 2023