१९६६ मध्ये, जनरल इलेक्ट्रिक कंपनीने प्रोटॉन कंडक्शन संकल्पनेवर आधारित वॉटर इलेक्ट्रोलाइटिक सेल विकसित केला, ज्यामध्ये पॉलिमर मेम्ब्रेनचा इलेक्ट्रोलाइट म्हणून वापर केला गेला. १९७८ मध्ये जनरल इलेक्ट्रिकने पीईएम पेशींचे व्यावसायिकीकरण केले. सध्या, कंपनी कमी पीईएम पेशींचे उत्पादन करते, मुख्यतः मर्यादित हायड्रोजन उत्पादन, कमी आयुष्य आणि उच्च गुंतवणूक खर्चामुळे. पीईएम सेलमध्ये द्विध्रुवीय रचना असते आणि पेशींमधील विद्युत कनेक्शन बायपोलर प्लेट्सद्वारे केले जातात, जे निर्माण होणाऱ्या वायूंचे निर्जंतुकीकरण करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. एनोड, कॅथोड आणि मेम्ब्रेन ग्रुप मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड असेंब्ली (MEA) बनवतात. इलेक्ट्रोड सहसा प्लॅटिनम किंवा इरिडियम सारख्या मौल्यवान धातूंनी बनलेला असतो. एनोडमध्ये, ऑक्सिजन, इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन तयार करण्यासाठी पाण्याचे ऑक्सिडीकरण केले जाते. कॅथोडमध्ये, एनोडद्वारे तयार केलेले ऑक्सिजन, इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन पडद्यामधून कॅथोडमध्ये फिरतात, जिथे ते कमी करून हायड्रोजन वायू तयार करतात. पीईएम इलेक्ट्रोलायझरचे तत्व आकृतीमध्ये दाखवले आहे.
PEM इलेक्ट्रोलाइटिक पेशी सामान्यतः लहान प्रमाणात हायड्रोजन उत्पादनासाठी वापरल्या जातात, ज्याचे जास्तीत जास्त हायड्रोजन उत्पादन सुमारे 30Nm3/तास असते आणि वीज वापर 174kW असतो. अल्कधर्मी पेशीच्या तुलनेत, PEM पेशीचा वास्तविक हायड्रोजन उत्पादन दर जवळजवळ संपूर्ण मर्यादा श्रेणी व्यापतो. PEM पेशी अल्कधर्मी पेशीपेक्षा जास्त प्रवाह घनतेवर, अगदी 1.6A/cm2 पर्यंत काम करू शकते आणि इलेक्ट्रोलाइटिक कार्यक्षमता 48%-65% आहे. पॉलिमर फिल्म उच्च तापमानाला प्रतिरोधक नसल्यामुळे, इलेक्ट्रोलाइटिक पेशीचे तापमान अनेकदा 80°C पेक्षा कमी असते. होलर इलेक्ट्रोलायझरने लहान PEM इलेक्ट्रोलायझरसाठी एक ऑप्टिमाइझ्ड सेल पृष्ठभाग तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. पेशींची रचना आवश्यकतेनुसार केली जाऊ शकते, ज्यामुळे मौल्यवान धातूंचे प्रमाण कमी होते आणि ऑपरेटिंग प्रेशर वाढतो. PEM इलेक्ट्रोलायझरचा मुख्य फायदा असा आहे की हायड्रोजन उत्पादन पुरवलेल्या उर्जेसह जवळजवळ समकालिकपणे बदलते, जे हायड्रोजन मागणी बदलण्यासाठी योग्य आहे. होलर पेशी सेकंदात 0-100% लोड रेटिंग बदलांना प्रतिसाद देतात. होलरच्या पेटंट केलेल्या तंत्रज्ञानाची पडताळणी चाचण्या सुरू आहेत आणि चाचणी सुविधा २०२० च्या अखेरीस बांधली जाईल.
PEM पेशींद्वारे उत्पादित हायड्रोजनची शुद्धता 99.99% पर्यंत जास्त असू शकते, जी अल्कधर्मी पेशींपेक्षा जास्त आहे. याव्यतिरिक्त, पॉलिमर पडद्याची अत्यंत कमी वायू पारगम्यता ज्वलनशील मिश्रणे तयार होण्याचा धोका कमी करते, ज्यामुळे इलेक्ट्रोलायझर अत्यंत कमी विद्युत प्रवाह घनतेवर कार्य करू शकतो. इलेक्ट्रोलायझरला पुरवल्या जाणाऱ्या पाण्याची चालकता 1S/cm पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. पॉलिमर पडद्यामधून प्रोटॉन वाहतूक वीज चढउतारांना त्वरीत प्रतिसाद देत असल्याने, PEM पेशी वेगवेगळ्या वीज पुरवठा मोडमध्ये कार्य करू शकतात. जरी PEM पेशीचे व्यावसायिकीकरण केले गेले असले तरी, त्याचे काही तोटे आहेत, प्रामुख्याने उच्च गुंतवणूक खर्च आणि पडदा आणि मौल्यवान धातू आधारित इलेक्ट्रोड दोन्हीचा उच्च खर्च. याव्यतिरिक्त, PEM पेशींचे सेवा आयुष्य अल्कधर्मी पेशींपेक्षा कमी आहे. भविष्यात, हायड्रोजन तयार करण्यासाठी PEM पेशीची क्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारणे आवश्यक आहे.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-०२-२०२३