Ann an 1966, leasaich Companaidh General Electric cealla electrolytic uisge stèidhichte air bun-bheachd giùlain proton, a’ cleachdadh membran polymer mar electrolyte. Chaidh ceallan PEM a mhalairteachadh le General Electric ann an 1978. An-dràsta, tha a’ chompanaidh a’ dèanamh nas lugha de cheallan PEM, gu h-àraidh air sgàth a chinneasachadh haidridean cuibhrichte, beatha ghoirid agus cosgais tasgaidh àrd. Tha structar dà-phòlach aig cealla PEM, agus tha ceanglaichean dealain eadar ceallan air an dèanamh tro phlàtaichean dà-phòlach, a tha a’ cluich pàirt chudromach ann a bhith a’ leigeil ma sgaoil na gasaichean a thèid a chruthachadh. Bidh an anod, an catod, agus a’ bhuidheann membran a’ cruthachadh cruinneachadh electrode membran (MEA). Mar as trice tha an electrode air a dhèanamh suas de mheatailtean luachmhor leithid platanam no iridium. Aig an anod, tha uisge air a oxidachadh gus ocsaidean, dealanan agus protonan a thoirt gu buil. Aig a’ chatod, bidh an ocsaidean, na dealanan agus na protonan a thèid a thoirt gu buil leis an anod a’ cuairteachadh tron membran chun a’ chatod, far a bheil iad air an lughdachadh gus gas haidridean a thoirt gu buil. Tha prionnsapal electrolyzer PEM air a shealltainn san fhigear.
Mar as trice, bidh ceallan electrolytic PEM air an cleachdadh airson cinneasachadh haidridean air sgèile bheag, le cinneasachadh haidridean as àirde de mu 30Nm3/h agus caitheamh cumhachd de 174kW. An coimeas ri cealla alcalin, tha an ìre cinneasachaidh haidridean fhèin aig cealla PEM cha mhòr a’ còmhdach an raoin chrìochnaichte gu lèir. Faodaidh an cealla PEM obrachadh aig dùmhlachd sruth nas àirde na an cealla alcalin, eadhon suas ri 1.6A/cm2, agus tha an èifeachdas electrolytic 48%-65%. Leis nach eil am film polymer an aghaidh teòthachd àrd, bidh teòthachd na cealla electrolytic gu tric fo 80°C. Tha electrolyzer Hoeller air teicneòlas uachdar cealla leasaichte a leasachadh airson electrolyzers PEM beaga. Faodar na ceallan a dhealbhadh a rèir nan riatanasan, a’ lughdachadh na tha de mheatailtean luachmhor agus ag àrdachadh cuideam obrachaidh. Is e am prìomh bhuannachd a tha aig electrolyzer PEM gu bheil cinneasachadh haidridean ag atharrachadh cha mhòr gu co-shìnte ris an lùth a tha air a thoirt seachad, a tha freagarrach airson atharrachadh iarrtas haidridean. Bidh ceallan Hoeller a’ freagairt ri atharrachaidhean ìre luchdan 0-100% ann an diogan. Tha teicneòlas peutant Hoeller a’ dol tro dheuchainnean dearbhaidh, agus thèid an goireas deuchainn a thogail ro dheireadh 2020.
Faodaidh purrachd an haidridein a thèid a thoirt a-mach le ceallan PEM a bhith cho àrd ri 99.99%, a tha nas àirde na purrachd cheallan alcalin. A bharrachd air an sin, tha an treòiteachd gas ìosal a tha aig membran a’ phoilimeir a’ lughdachadh a’ chunnart bho bhith a’ cruthachadh measgachaidhean lasanta, a’ leigeil leis an electrolyzer obrachadh aig dùmhlachdan sruth ìosal. Feumaidh seoltachd an uisge a thèid a thoirt don electrolyzer a bhith nas lugha na 1S/cm. Leis gu bheil còmhdhail proton thairis air membran a’ phoilimeir a’ freagairt gu sgiobalta ri atharrachaidhean cumhachd, faodaidh ceallan PEM obrachadh ann an diofar mhodhan solar cumhachd. Ged a chaidh cealla PEM a mhalairteachadh, tha cuid de eas-bhuannachdan ann, gu sònraichte cosgais àrd tasgaidh agus cosgais àrd electrodan stèidhichte air membran agus meatailt luachmhor. A bharrachd air an sin, tha beatha seirbheis cheallan PEM nas giorra na beatha cheallan alcalin. San àm ri teachd, feumar comas cealla PEM haidridean a thoirt gu buil a leasachadh gu mòr.
Àm puist: 2 Gearran 2023