Në vitin 1966, General Electric Company zhvilloi një qelizë elektrolitike uji bazuar në konceptin e përçueshmërisë së protoneve, duke përdorur membranën polimerike si elektrolit. Qelizat PEM u komercializuan nga General Electric në vitin 1978. Aktualisht, kompania prodhon më pak qeliza PEM, kryesisht për shkak të prodhimit të kufizuar të hidrogjenit, jetëgjatësisë së shkurtër dhe kostos së lartë të investimit. Një qelizë PEM ka një strukturë bipolare dhe lidhjet elektrike midis qelizave bëhen përmes pllakave bipolare, të cilat luajnë një rol të rëndësishëm në shkarkimin e gazrave të gjeneruara. Anoda, katoda dhe grupi i membranës formojnë montimin e elektrodës së membranës (MEA). Elektroda zakonisht përbëhet nga metale të çmuara si platini ose iridiumi. Në anodë, uji oksidohet për të prodhuar oksigjen, elektrone dhe protone. Në katodë, oksigjeni, elektronet dhe protonet e prodhuara nga anoda qarkullojnë përmes membranës në katodë, ku ato reduktohen për të prodhuar gaz hidrogjeni. Parimi i elektrolizuesit PEM tregohet në figurë.
Qelizat elektrolitike PEM zakonisht përdoren për prodhimin e hidrogjenit në shkallë të vogël, me një prodhim maksimal të hidrogjenit prej rreth 30Nm3/orë dhe një konsum energjie prej 174kW. Krahasuar me qelizën alkaline, shkalla aktuale e prodhimit të hidrogjenit të qelizës PEM pothuajse mbulon të gjithë diapazonin limit. Qeliza PEM mund të funksionojë me një dendësi rryme më të lartë se qeliza alkaline, madje deri në 1.6A/cm2, dhe efikasiteti elektrolitik është 48%-65%. Meqenëse filmi polimer nuk është rezistent ndaj temperaturës së lartë, temperatura e qelizës elektrolitike është shpesh nën 80°C. Elektrolizuesi Hoeller ka zhvilluar një teknologji të optimizuar të sipërfaqes së qelizës për elektrolizues të vegjël PEM. Qelizat mund të projektohen sipas kërkesave, duke zvogëluar sasinë e metaleve të çmuara dhe duke rritur presionin e funksionimit. Avantazhi kryesor i elektrolizuesit PEM është se prodhimi i hidrogjenit ndryshon pothuajse në mënyrë sinkrone me energjinë e furnizuar, e cila është e përshtatshme për ndryshimin e kërkesës për hidrogjen. Qelizat Hoeller i përgjigjen ndryshimeve të vlerësimit të ngarkesës 0-100% në sekonda. Teknologjia e patentuar e Hoeller po i nënshtrohet testeve të validimit dhe objekti i testimit do të ndërtohet deri në fund të vitit 2020.
Pastërtia e hidrogjenit të prodhuar nga qelizat PEM mund të jetë deri në 99.99%, që është më e lartë se ajo e qelizave alkaline. Përveç kësaj, përshkueshmëria jashtëzakonisht e ulët e gazit të membranës polimerike zvogëlon rrezikun e formimit të përzierjeve të ndezshme, duke lejuar që elektrolizuesi të funksionojë me dendësi jashtëzakonisht të ulëta të rrymës. Përçueshmëria e ujit të furnizuar në elektrolizues duhet të jetë më pak se 1S/cm. Meqenëse transporti i protoneve përmes membranës polimerike i përgjigjet shpejt luhatjeve të fuqisë, qelizat PEM mund të funksionojnë në mënyra të ndryshme të furnizimit me energji. Edhe pse qeliza PEM është komercializuar, ajo ka disa disavantazhe, kryesisht koston e lartë të investimit dhe shpenzimet e larta të elektrodave me bazë membrane dhe metalesh të çmuara. Përveç kësaj, jeta e shërbimit të qelizave PEM është më e shkurtër se ajo e qelizave alkaline. Në të ardhmen, kapaciteti i qelizës PEM për të prodhuar hidrogjen duhet të përmirësohet shumë.
Koha e postimit: 02 shkurt 2023