१९६६ मध्ये, जनरल इलेक्ट्रिक कंपनीने प्रोटॉन वहनाच्या संकल्पनेवर आधारित, इलेक्ट्रोलाइट म्हणून पॉलिमर मेम्ब्रेनचा वापर करून वॉटर इलेक्ट्रोलाइटिक सेल विकसित केला. जनरल इलेक्ट्रिकने १९७८ मध्ये पीईएम (PEM) सेल्सचे व्यापारीकरण केले. सध्या, कंपनी कमी पीईएम सेल्सचे उत्पादन करते, याचे मुख्य कारण म्हणजे त्याचे मर्यादित हायड्रोजन उत्पादन, कमी आयुष्य आणि जास्त गुंतवणूक खर्च. पीईएम सेलची रचना बायपोलर असते आणि सेल्समधील विद्युत जोडणी बायपोलर प्लेट्सद्वारे केली जाते, जे तयार झालेले वायू बाहेर टाकण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. ॲनोड, कॅथोड आणि मेम्ब्रेन ग्रुप मिळून मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड असेंब्ली (MEA) तयार होते. इलेक्ट्रोड सामान्यतः प्लॅटिनम किंवा इरिडियमसारख्या मौल्यवान धातूंपासून बनलेला असतो. ॲनोडवर, पाण्याचे ऑक्सिडीकरण होऊन ऑक्सिजन, इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन तयार होतात. कॅथोडवर, ॲनोडद्वारे तयार झालेले ऑक्सिजन, इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन मेम्ब्रेनमधून कॅथोडकडे फिरतात, जिथे त्यांचे रिडक्शन होऊन हायड्रोजन वायू तयार होतो. पीईएम इलेक्ट्रोलायझरचे तत्त्व आकृतीत दाखवले आहे.
पीईएम इलेक्ट्रोलाइटिक सेल सामान्यतः लहान प्रमाणात हायड्रोजन उत्पादनासाठी वापरले जातात, ज्यात कमाल हायड्रोजन उत्पादन सुमारे ३० एनएम३/तास आणि वीज वापर १७४ किलोवॅट असतो. अल्कलाइन सेलच्या तुलनेत, पीईएम सेलचा प्रत्यक्ष हायड्रोजन उत्पादन दर जवळपास संपूर्ण मर्यादित श्रेणी व्यापतो. पीईएम सेल अल्कलाइन सेलपेक्षा जास्त करंट डेन्सिटीवर, अगदी १.६ ए/सेमी² पर्यंत काम करू शकतो आणि त्याची इलेक्ट्रोलाइटिक कार्यक्षमता ४८%-६५% असते. पॉलिमर फिल्म उच्च तापमानाला प्रतिरोधक नसल्यामुळे, इलेक्ट्रोलाइटिक सेलचे तापमान अनेकदा ८०°C पेक्षा कमी असते. होएलर इलेक्ट्रोलायझरने लहान पीईएम इलेक्ट्रोलायझर्ससाठी एक अनुकूलित सेल पृष्ठभाग तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. आवश्यकतेनुसार सेलची रचना करता येते, ज्यामुळे मौल्यवान धातूंचे प्रमाण कमी होते आणि ऑपरेटिंग दाब वाढतो. पीईएम इलेक्ट्रोलायझरचा मुख्य फायदा हा आहे की हायड्रोजन उत्पादन पुरवलेल्या ऊर्जेनुसार जवळपास समकालिकपणे बदलते, जे हायड्रोजनच्या मागणीतील बदलांसाठी योग्य आहे. होएलर सेल ०-१००% लोड रेटिंगमधील बदलांना काही सेकंदात प्रतिसाद देतात. होलरच्या पेटंट केलेल्या तंत्रज्ञानाची पडताळणी चाचणी सुरू असून, २०२० च्या अखेरपर्यंत चाचणी सुविधा उभारली जाईल.
पीईएम सेलद्वारे उत्पादित हायड्रोजनची शुद्धता ९९.९९% पर्यंत असू शकते, जी अल्कलाइन सेलपेक्षा जास्त आहे. याव्यतिरिक्त, पॉलिमर मेम्ब्रेनची अत्यंत कमी वायू पारगम्यता ज्वलनशील मिश्रण तयार होण्याचा धोका कमी करते, ज्यामुळे इलेक्ट्रोलायझरला अत्यंत कमी विद्युत प्रवाहाच्या घनतेवर चालवता येते. इलेक्ट्रोलायझरला पुरवलेल्या पाण्याची चालकता १S/cm पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. पॉलिमर मेम्ब्रेनमधून होणारे प्रोटॉन वहन विजेच्या चढउतारांना त्वरित प्रतिसाद देत असल्यामुळे, पीईएम सेल वेगवेगळ्या वीज पुरवठा पद्धतींमध्ये कार्य करू शकतात. जरी पीईएम सेलचे व्यापारीकरण झाले असले तरी, त्याचे काही तोटे आहेत, मुख्यत्वे जास्त गुंतवणूक खर्च आणि मेम्ब्रेन व मौल्यवान धातू-आधारित इलेक्ट्रोड या दोन्हींचा जास्त खर्च. याव्यतिरिक्त, पीईएम सेलचे सेवा आयुष्य अल्कलाइन सेलपेक्षा कमी असते. भविष्यात, हायड्रोजन उत्पादन करण्याची पीईएम सेलची क्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारण्याची गरज आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०२-फेब्रुवारी-२०२३