Ing taun 1966, General Electric Company ngembangake sel elektrolitik banyu adhedhasar konsep konduksi proton, nggunakake membran polimer minangka elektrolit. Sel PEM dikomersialake dening General Electric ing taun 1978. Saiki, perusahaan kasebut ngasilake sel PEM sing luwih sithik, utamane amarga produksi hidrogen sing winates, umur sing cendhak, lan biaya investasi sing dhuwur. Sel PEM duwe struktur bipolar, lan sambungan listrik antarane sel digawe liwat pelat bipolar, sing nduweni peran penting kanggo ngetokake gas sing diasilake. Gugus anoda, katoda, lan membran mbentuk rakitan elektroda membran (MEA). Elektroda biasane kasusun saka logam mulia kayata platinum utawa iridium. Ing anoda, banyu dioksidasi kanggo ngasilake oksigen, elektron, lan proton. Ing katoda, oksigen, elektron, lan proton sing diasilake dening anoda sirkulasi liwat membran menyang katoda, ing ngendi direduksi kanggo ngasilake gas hidrogen. Prinsip elektroliser PEM dituduhake ing gambar.
Sel elektrolitik PEM biasane digunakake kanggo produksi hidrogen skala cilik, kanthi produksi hidrogen maksimal udakara 30Nm3/jam lan konsumsi daya 174kW. Dibandhingake karo sel alkali, tingkat produksi hidrogen sel PEM sing nyata meh nutupi kabeh kisaran watesan. Sel PEM bisa kerja ing kapadhetan arus sing luwih dhuwur tinimbang sel alkali, malah nganti 1.6A/cm2, lan efisiensi elektrolitik yaiku 48%-65%. Amarga film polimer ora tahan suhu dhuwur, suhu sel elektrolitik asring ing ngisor 80°C. Elektroliser Hoeller wis ngembangake teknologi permukaan sel sing dioptimalake kanggo elektroliser PEM cilik. Sel kasebut bisa dirancang miturut syarat, nyuda jumlah logam mulia lan nambah tekanan operasi. Kauntungan utama elektroliser PEM yaiku produksi hidrogen owah meh sinkron karo energi sing diwenehake, sing cocog kanggo owah-owahan panjaluk hidrogen. Sel Hoeller nanggapi owah-owahan rating beban 0-100% sajrone sawetara detik. Teknologi sing dipatenake Hoeller lagi ngalami uji validasi, lan fasilitas uji kasebut bakal dibangun ing pungkasan taun 2020.
Kemurnian hidrogen sing diasilake dening sel PEM bisa nganti 99,99%, sing luwih dhuwur tinimbang sel alkali. Kajaba iku, permeabilitas gas sing sithik banget saka membran polimer nyuda risiko mbentuk campuran sing gampang kobong, saengga elektroliser bisa beroperasi kanthi kapadhetan arus sing sithik banget. Konduktivitas banyu sing disedhiyakake menyang elektroliser kudu kurang saka 1S/cm. Amarga transportasi proton ing membran polimer nanggapi kanthi cepet fluktuasi daya, sel PEM bisa beroperasi ing macem-macem mode catu daya. Sanajan sel PEM wis dikomersialake, sel kasebut nduweni sawetara kekurangan, utamane biaya investasi sing dhuwur lan biaya elektroda berbasis membran lan logam mulia sing dhuwur. Kajaba iku, umur layanan sel PEM luwih cendhek tinimbang sel alkali. Ing mangsa ngarep, kapasitas sel PEM kanggo ngasilake hidrogen kudu ditingkatake kanthi signifikan.
Wektu kiriman: 02-Feb-2023