ຄວາມຄືບໜ້າ ແລະ ການວິເຄາະທາງເສດຖະກິດຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນດ້ວຍນ້ຳເອເລັກໂຕຣໄລຕິກແບບເຍື່ອແລກປ່ຽນໂປຣຕອນ (PEM)

ໃນປີ 1966, ບໍລິສັດ General Electric ໄດ້ພັດທະນາເຊວໄຟຟ້າດ້ວຍນໍ້າໂດຍອີງໃສ່ແນວຄວາມຄິດການນໍາໂປຣຕອນ, ໂດຍໃຊ້ເຍື່ອໂພລີເມີເປັນເອເລັກໂຕຣໄລ. ເຊວ PEM ໄດ້ຖືກນໍາໄປຂາຍໂດຍ General Electric ໃນປີ 1978. ປະຈຸບັນ, ບໍລິສັດຜະລິດເຊວ PEM ຫນ້ອຍລົງ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນທີ່ຈໍາກັດ, ອາຍຸການໃຊ້ງານສັ້ນ ແລະ ຕົ້ນທຶນການລົງທຶນສູງ. ເຊວ PEM ມີໂຄງສ້າງສອງຂົ້ວ, ແລະການເຊື່ອມຕໍ່ທາງໄຟຟ້າລະຫວ່າງເຊວແມ່ນເຮັດຜ່ານແຜ່ນສອງຂົ້ວ, ເຊິ່ງມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການປ່ອຍອາຍແກັສທີ່ສ້າງຂຶ້ນ. ກຸ່ມອາໂນດ, ແຄໂທດ, ແລະເຍື່ອປະກອບເປັນຊຸດເອເລັກໂຕຣດເຍື່ອ (MEA). ເອເລັກໂຕຣດປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍໂລຫະທີ່ມີຄ່າເຊັ່ນ: ແພລະຕິນຽມ ຫຼື ອິຣິເດຍ. ຢູ່ທີ່ອາໂນດ, ນໍ້າຖືກຜຸພັງເພື່ອຜະລິດອົກຊີເຈນ, ເອເລັກຕຣອນ ແລະ ໂປຣຕອນ. ຢູ່ທີ່ແຄໂທດ, ອົກຊີເຈນ, ເອເລັກຕຣອນ ແລະ ໂປຣຕອນທີ່ຜະລິດໂດຍອາໂນດຈະໄຫຼວຽນຜ່ານເຍື່ອໄປຫາແຄໂທດ, ບ່ອນທີ່ພວກມັນຖືກຫຼຸດລົງເພື່ອຜະລິດອາຍແກັສໄຮໂດຣເຈນ. ຫຼັກການຂອງເອເລັກໂຕຣໄລເຊີ PEM ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.

ຈຸລັງເອເລັກໂຕຣໄລຕິກ PEM ມັກຈະຖືກໃຊ້ສຳລັບການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນຂະໜາດນ້ອຍ, ໂດຍມີການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນສູງສຸດປະມານ 30Nm3/h ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານ 174kW. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຈຸລັງອັນຄາໄລ, ອັດຕາການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນຕົວຈິງຂອງຈຸລັງ PEM ເກືອບຈະກວມເອົາຂອບເຂດຈຳກັດທັງໝົດ. ຈຸລັງ PEM ສາມາດເຮັດວຽກທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າສູງກວ່າຈຸລັງອັນຄາໄລ, ແມ່ນແຕ່ສູງເຖິງ 1.6A/cm2, ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງເອເລັກໂຕຣໄລຕິກແມ່ນ 48%-65%. ເນື່ອງຈາກຟິມໂພລີເມີບໍ່ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງ, ອຸນຫະພູມຂອງຈຸລັງເອເລັກໂຕຣໄລຕິກມັກຈະຕໍ່າກວ່າ 80°C. ເອເລັກໂຕຣໄລເຊີ Hoeller ໄດ້ພັດທະນາເທັກໂນໂລຢີພື້ນຜິວຈຸລັງທີ່ດີທີ່ສຸດສຳລັບເອເລັກໂຕຣໄລເຊີ PEM ຂະໜາດນ້ອຍ. ຈຸລັງສາມາດອອກແບບໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການ, ຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານຂອງໂລຫະທີ່ມີຄ່າ ແລະ ເພີ່ມຄວາມດັນໃນການໃຊ້ງານ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຕົ້ນຕໍຂອງເອເລັກໂຕຣໄລເຊີ PEM ແມ່ນວ່າການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນປ່ຽນແປງເກືອບພ້ອມໆກັນກັບພະລັງງານທີ່ສະໜອງໃຫ້, ເຊິ່ງເໝາະສົມກັບການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ອງການໄຮໂດຣເຈນ. ຈຸລັງ Hoeller ຕອບສະໜອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງລະດັບການໂຫຼດ 0-100% ໃນວິນາທີ. ເຕັກໂນໂລຊີທີ່ໄດ້ຮັບສິດທິບັດຂອງ Hoeller ກຳລັງຢູ່ໃນໄລຍະການທົດສອບການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງ, ແລະສະຖານທີ່ທົດສອບຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນທ້າຍປີ 2020.

ຄວາມບໍລິສຸດຂອງໄຮໂດຣເຈນທີ່ຜະລິດໂດຍຈຸລັງ PEM ສາມາດສູງເຖິງ 99.99%, ເຊິ່ງສູງກວ່າຈຸລັງທີ່ເປັນດ່າງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມຊຶມຜ່ານຂອງອາຍແກັສທີ່ຕໍ່າຫຼາຍຂອງເຍື່ອໂພລີເມີຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຂອງການສ້າງສ່ວນປະສົມທີ່ຕິດໄຟງ່າຍ, ຊ່ວຍໃຫ້ເອເລັກໂຕຣໄລເຊີສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າຕໍ່າຫຼາຍ. ຄວາມນຳໄຟຟ້າຂອງນ້ຳທີ່ສະໜອງໃຫ້ເອເລັກໂຕຣໄລເຊີຕ້ອງໜ້ອຍກວ່າ 1S/cm2. ເນື່ອງຈາກການຂົນສົ່ງໂປຣຕອນຜ່ານເຍື່ອໂພລີເມີຕອບສະໜອງໄດ້ໄວຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານ, ຈຸລັງ PEM ສາມາດເຮັດວຽກໃນຮູບແບບການສະໜອງພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸລັງ PEM ໄດ້ຖືກນຳມາໃຊ້ທາງການຄ້າແລ້ວ, ແຕ່ມັນມີຂໍ້ເສຍປຽບບາງຢ່າງ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການລົງທຶນສູງ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງທັງເອເລັກໂຕຣດທີ່ອີງໃສ່ເຍື່ອ ແລະ ໂລຫະທີ່ມີຄ່າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງຈຸລັງ PEM ແມ່ນສັ້ນກວ່າຈຸລັງທີ່ເປັນດ່າງ. ໃນອະນາຄົດ, ຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນຂອງຈຸລັງ PEM ຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.