1966 ರಲ್ಲಿ, ಜನರಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಂಪನಿಯು ಪ್ರೋಟಾನ್ ವಹನ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ನೀರಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು, ಪಾಲಿಮರ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಆಗಿ ಬಳಸಿತು. 1978 ರಲ್ಲಿ ಜನರಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ PEM ಕೋಶಗಳನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣಗೊಳಿಸಿತು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಕಂಪನಿಯು ಕಡಿಮೆ PEM ಕೋಶಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅದರ ಸೀಮಿತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಕಡಿಮೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೂಡಿಕೆ ವೆಚ್ಚದಿಂದಾಗಿ. PEM ಕೋಶವು ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಕೋಶಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಫಲಕಗಳ ಮೂಲಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆನೋಡ್, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್ ಗುಂಪು ಮೆಂಬರೇನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ (MEA) ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಅಥವಾ ಇರಿಡಿಯಮ್ನಂತಹ ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀರನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ, ಆನೋಡ್ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಮ್ಲಜನಕ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ಗೆ ಪರಿಚಲನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ. PEM ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನ ತತ್ವವನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.
PEM ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಗರಿಷ್ಠ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಸುಮಾರು 30Nm3/h ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ 174kW. ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, PEM ಕೋಶದ ನಿಜವಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರವು ಬಹುತೇಕ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮಿತಿ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. PEM ಕೋಶವು ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ, 1.6A/cm2 ವರೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ದಕ್ಷತೆಯು 48%-65% ಆಗಿದೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ನಿರೋಧಕವಾಗಿರದ ಕಾರಣ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶದ ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ 80°C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಹೋಯೆಲ್ಲರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಸಣ್ಣ PEM ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ಗಳಿಗಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ಸೆಲ್ ಮೇಲ್ಮೈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ. ಕೋಶಗಳನ್ನು ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. PEM ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನ ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಿದ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಬಹುತೇಕ ಸಿಂಕ್ರೊನಸ್ ಆಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬೇಡಿಕೆಯ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಹೋಯೆಲ್ಲರ್ ಕೋಶಗಳು ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ 0-100% ಲೋಡ್ ರೇಟಿಂಗ್ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ. ಹೋಯೆಲ್ಲರ್ ಅವರ ಪೇಟೆಂಟ್ ಪಡೆದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ದೃಢೀಕರಣ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತಿದ್ದು, 2020 ರ ಅಂತ್ಯದ ವೇಳೆಗೆ ಪರೀಕ್ಷಾ ಸೌಲಭ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುವುದು.
PEM ಕೋಶಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಶುದ್ಧತೆಯು 99.99% ವರೆಗೆ ಇರಬಹುದು, ಇದು ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪಾಲಿಮರ್ ಪೊರೆಯ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಅನಿಲ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯು ಸುಡುವ ಮಿಶ್ರಣಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅಪಾಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ಗೆ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾದ ನೀರಿನ ವಾಹಕತೆಯು 1S/cm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರಬೇಕು. ಪಾಲಿಮರ್ ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಗಣೆಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಏರಿಳಿತಗಳಿಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದರಿಂದ, PEM ಕೋಶಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು. PEM ಕೋಶವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣಗೊಳಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಇದು ಕೆಲವು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೂಡಿಕೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಪೊರೆ ಮತ್ತು ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹ ಆಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೆರಡರ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, PEM ಕೋಶಗಳ ಸೇವಾ ಜೀವನವು ಕ್ಷಾರೀಯ ಕೋಶಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ PEM ಕೋಶದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಫೆಬ್ರವರಿ-02-2023