Dina taun 1966, General Electric Company ngembangkeun sél éléktrolitik cai dumasar kana konsép konduksi proton, nganggo mémbran polimér salaku éléktrolit. Sél PEM dikomersialkeun ku General Electric dina taun 1978. Ayeuna, perusahaan ngahasilkeun sél PEM anu langkung sakedik, utamina kusabab produksi hidrogénna anu terbatas, umur anu pondok sareng biaya investasi anu luhur. Sél PEM gaduh struktur bipolar, sareng sambungan listrik antara sél dilakukeun ngalangkungan pelat bipolar, anu maénkeun peran penting dina ngaluarkeun gas anu dihasilkeun. Gugus anoda, katoda, sareng mémbran ngabentuk rakitan éléktroda mémbran (MEA). Éléktroda biasana diwangun ku logam mulia sapertos platinum atanapi iridium. Dina anoda, cai dioksidasi pikeun ngahasilkeun oksigén, éléktron sareng proton. Dina katoda, oksigén, éléktron sareng proton anu dihasilkeun ku anoda ngiderkeun ngaliwatan mémbran ka katoda, dimana aranjeunna diréduksi pikeun ngahasilkeun gas hidrogén. Prinsip éléktrolisér PEM dipidangkeun dina gambar.
Sél éléktrolitik PEM biasana dianggo pikeun produksi hidrogén skala leutik, kalayan produksi hidrogén maksimum sakitar 30Nm3/jam sareng konsumsi daya 174kW. Dibandingkeun sareng sél basa, laju produksi hidrogén sél PEM anu saleresna ampir nutupan sadaya rentang wates. Sél PEM tiasa dianggo dina kapadetan arus anu langkung luhur tibatan sél basa, bahkan dugi ka 1.6A/cm2, sareng efisiensi éléktrolitikna nyaéta 48%-65%. Kusabab pilem polimér henteu tahan kana suhu anu luhur, suhu sél éléktrolitik sering di handap 80°C. Éléktrolisis Hoeller parantos ngembangkeun téknologi permukaan sél anu dioptimalkeun pikeun éléktrolisis PEM leutik. Sél-sélna tiasa didesain numutkeun sarat, ngirangan jumlah logam mulia sareng ningkatkeun tekanan operasi. Kauntungan utama éléktrolisis PEM nyaéta produksi hidrogén robih ampir sinkron sareng énergi anu disayogikeun, anu cocog pikeun parobahan paménta hidrogén. Sél Hoeller ngaréspon kana parobahan rating beban 0-100% dina sababaraha detik. Téhnologi anu dipaténkeun ku Hoeller nuju ngalaman tés validasi, sareng fasilitas tés éta bakal diwangun dina ahir taun 2020.
Kamurnian hidrogén anu dihasilkeun ku sél PEM tiasa dugi ka 99,99%, anu langkung luhur tibatan sél basa. Salian ti éta, perméabilitas gas anu handap pisan tina mémbran polimér ngirangan résiko ngabentuk campuran anu gampang kaduruk, ngamungkinkeun éléktrolisér beroperasi dina kapadetan arus anu handap pisan. Konduktivitas cai anu disayogikeun ka éléktrolisér kedah kirang ti 1S/cm. Kusabab transportasi proton meuntas mémbran polimér ngaréspon gancang kana fluktuasi daya, sél PEM tiasa beroperasi dina modeu catu daya anu béda. Sanaos sél PEM parantos dikomersialkeun, éta ngagaduhan sababaraha kalemahan, utamina biaya investasi anu luhur sareng biaya éléktroda anu didasarkeun kana mémbran sareng logam mulia anu luhur. Salaku tambahan, umur jasa sél PEM langkung pondok tibatan sél basa. Ka hareupna, kapasitas sél PEM pikeun ngahasilkeun hidrogén kedah ditingkatkeun pisan.
Waktos posting: Feb-02-2023