1966-ல், ஜெனரல் எலக்ட்ரிக் நிறுவனம், பாலிமர் சவ்வை மின்பகுளியாகப் பயன்படுத்தி, புரோட்டான் கடத்தல் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் நீர் மின்பகுப்பு மின்கலத்தை உருவாக்கியது. PEM மின்கலங்கள் 1978-ல் ஜெனரல் எலக்ட்ரிக் நிறுவனத்தால் வணிகமயமாக்கப்பட்டன. தற்போது, அதன் வரையறுக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி, குறுகிய ஆயுட்காலம் மற்றும் அதிக முதலீட்டுச் செலவு ஆகிய காரணங்களால், இந்நிறுவனம் குறைவான PEM மின்கலங்களையே உற்பத்தி செய்கிறது. ஒரு PEM மின்கலம் இருமுனை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் மின்கலங்களுக்கு இடையேயான மின் இணைப்புகள் இருமுனைத் தகடுகள் மூலம் செய்யப்படுகின்றன, இவை உருவாகும் வாயுக்களை வெளியேற்றுவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. நேர்மின்முனை, எதிர்மின்முனை மற்றும் சவ்வுத் தொகுதி ஆகியவை சவ்வு மின்முனை அமைப்பை (MEA) உருவாக்குகின்றன. மின்முனையானது பொதுவாக பிளாட்டினம் அல்லது இரிடியம் போன்ற விலைமதிப்புள்ள உலோகங்களால் ஆனது. நேர்மின்முனையில், நீர் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்பட்டு ஆக்சிஜன், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களை உருவாக்குகிறது. எதிர்மின்முனையில், நேர்மின்முனையால் உருவாக்கப்பட்ட ஆக்சிஜன், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் சவ்வு வழியாக எதிர்மின்முனைக்குச் சென்று, அங்கு ஒடுக்கப்பட்டு ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகின்றன. PEM மின்பகுப்பியின் கொள்கை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.
PEM மின்பகுப்புக் கலங்கள் பொதுவாக சிறிய அளவிலான ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவற்றின் அதிகபட்ச ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி சுமார் 30Nm³/h மற்றும் மின் நுகர்வு 174kW ஆகும். காரக் கலத்துடன் ஒப்பிடும்போது, PEM கலத்தின் உண்மையான ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி விகிதம் அதன் முழு வரம்பையும் கிட்டத்தட்ட உள்ளடக்கியுள்ளது. PEM கலம், காரக் கலத்தை விட அதிக மின்னோட்ட அடர்த்தியில், 1.6A/cm² வரை கூட செயல்படக்கூடியது, மேலும் அதன் மின்பகுப்புத் திறன் 48%-65% ஆகும். பாலிமர் படலம் அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்காததால், மின்பகுப்புக் கலத்தின் வெப்பநிலை பெரும்பாலும் 80°C-க்குக் குறைவாகவே இருக்கும். ஹோலர் மின்பகுப்பி, சிறிய PEM மின்பகுப்பிகளுக்காக ஒரு மேம்படுத்தப்பட்ட கல மேற்பரப்புத் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளது. தேவைகளுக்கு ஏற்ப கலங்களை வடிவமைக்க முடியும், இது விலைமதிப்புள்ள உலோகங்களின் அளவைக் குறைத்து, இயக்க அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது. PEM மின்பகுப்பியின் முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், வழங்கப்படும் ஆற்றலுடன் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி கிட்டத்தட்ட ஒத்திசைவாக மாறுகிறது, இது ஹைட்ரஜன் தேவையின் மாற்றத்திற்கு ஏற்றதாக உள்ளது. ஹோலர் கலங்கள் 0-100% சுமை மதிப்பீட்டு மாற்றங்களுக்கு நொடிகளில் பதிலளிக்கின்றன. ஹோலரின் காப்புரிமை பெற்ற தொழில்நுட்பம் சரிபார்ப்பு சோதனைகளுக்கு உட்படுத்தப்பட்டு வருகிறது, மேலும் அந்த சோதனை வசதி 2020 ஆம் ஆண்டின் இறுதிக்குள் கட்டி முடிக்கப்படும்.
PEM மின்கலங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஹைட்ரஜனின் தூய்மை 99.99% வரை அதிகமாக இருக்கலாம், இது கார மின்கலங்களை விட அதிகமாகும். மேலும், பாலிமர் சவ்வின் மிகக் குறைந்த வாயு ஊடுருவல் திறன், எளிதில் தீப்பற்றக்கூடிய கலவைகள் உருவாகும் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது, இதனால் மின்பகுப்பி மிகக் குறைந்த மின்னோட்ட அடர்த்தியில் செயல்பட முடிகிறது. மின்பகுப்பிக்கு வழங்கப்படும் நீரின் கடத்துத்திறன் 1S/cm-க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும். பாலிமர் சவ்வு வழியாக புரோட்டான் கடத்துதல், மின்சார ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு விரைவாகப் பதிலளிப்பதால், PEM மின்கலங்கள் வெவ்வேறு மின்வழங்கல் முறைகளில் செயல்பட முடியும். PEM மின்கலம் வணிகமயமாக்கப்பட்டிருந்தாலும், அதற்கு சில குறைபாடுகள் உள்ளன, முக்கியமாக அதிக முதலீட்டுச் செலவு மற்றும் சவ்வு மற்றும் விலைமதிப்புள்ள உலோகம் சார்ந்த மின்முனைகளின் அதிக செலவு. மேலும், PEM மின்கலங்களின் ஆயுட்காலம் கார மின்கலங்களை விடக் குறைவானது. எதிர்காலத்தில், ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யும் PEM மின்கலத்தின் திறன் பெருமளவில் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.
பதிவிட்ட நேரம்: பிப்ரவரி 02, 2023