1966లో, జనరల్ ఎలక్ట్రిక్ కంపెనీ, ఎలక్ట్రోలైట్గా పాలిమర్ పొరను ఉపయోగించి, ప్రోటాన్ వాహక భావన ఆధారంగా నీటి ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ను అభివృద్ధి చేసింది. PEM సెల్స్ను జనరల్ ఎలక్ట్రిక్ 1978లో వాణిజ్యపరంగా ప్రవేశపెట్టింది. ప్రస్తుతం, ఈ కంపెనీ తక్కువ PEM సెల్స్ను ఉత్పత్తి చేస్తోంది, దీనికి ప్రధాన కారణాలు వాటి పరిమిత హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి, తక్కువ జీవితకాలం మరియు అధిక పెట్టుబడి వ్యయం. ఒక PEM సెల్ ద్విధ్రువ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మరియు సెల్స్ మధ్య విద్యుత్ కనెక్షన్లు ద్విధ్రువ ప్లేట్ల ద్వారా చేయబడతాయి, ఇవి ఉత్పత్తి అయిన వాయువులను విడుదల చేయడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. ఆనోడ్, కాథోడ్ మరియు పొరల సమూహం కలిసి పొర ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీ (MEA)ని ఏర్పరుస్తాయి. ఎలక్ట్రోడ్ సాధారణంగా ప్లాటినం లేదా ఇరిడియం వంటి విలువైన లోహాలతో తయారు చేయబడుతుంది. ఆనోడ్ వద్ద, నీరు ఆక్సీకరణం చెంది ఆక్సిజన్, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కాథోడ్ వద్ద, ఆనోడ్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయిన ఆక్సిజన్, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లు పొర గుండా కాథోడ్కు ప్రసరిస్తాయి, అక్కడ అవి క్షయకరణం చెంది హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తాయి. PEM ఎలక్ట్రోలైజర్ యొక్క సూత్రం పటంలో చూపబడింది.
PEM ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్లను సాధారణంగా చిన్న-స్థాయి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి కోసం ఉపయోగిస్తారు, వీటి గరిష్ట హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి గంటకు సుమారు 30Nm³ మరియు విద్యుత్ వినియోగం 174kW ఉంటుంది. ఆల్కలైన్ సెల్తో పోలిస్తే, PEM సెల్ యొక్క వాస్తవ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి రేటు దాదాపు మొత్తం పరిమితి పరిధిని కవర్ చేస్తుంది. PEM సెల్, ఆల్కలైన్ సెల్ కంటే అధిక కరెంట్ డెన్సిటీ వద్ద, 1.6A/cm² వరకు కూడా పనిచేయగలదు మరియు దీని ఎలక్ట్రోలైటిక్ సామర్థ్యం 48%-65% ఉంటుంది. పాలిమర్ ఫిల్మ్ అధిక ఉష్ణోగ్రతను తట్టుకోలేనందున, ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత తరచుగా 80°C కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. హోయెల్లర్ ఎలక్ట్రోలైజర్ చిన్న PEM ఎలక్ట్రోలైజర్ల కోసం ఒక ఆప్టిమైజ్డ్ సెల్ సర్ఫేస్ టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేసింది. అవసరాలకు అనుగుణంగా ఈ సెల్లను డిజైన్ చేయవచ్చు, దీనివల్ల విలువైన లోహాల పరిమాణాన్ని తగ్గించి, ఆపరేటింగ్ ప్రెజర్ను పెంచవచ్చు. PEM ఎలక్ట్రోలైజర్ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి దాదాపుగా సరఫరా చేయబడిన శక్తితో ఏకకాలంలో మారుతుంది, ఇది హైడ్రోజన్ డిమాండ్లో మార్పులకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. హోయెల్లర్ సెల్లు 0-100% లోడ్ రేటింగ్ మార్పులకు సెకన్లలో స్పందిస్తాయి. హోయెల్లర్ యొక్క పేటెంట్ పొందిన సాంకేతికత ధృవీకరణ పరీక్షల దశలో ఉంది మరియు 2020 చివరి నాటికి పరీక్షా కేంద్రాన్ని నిర్మిస్తారు.
PEM సెల్స్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే హైడ్రోజన్ స్వచ్ఛత 99.99% వరకు ఉంటుంది, ఇది ఆల్కలైన్ సెల్స్ కంటే ఎక్కువ. అంతేకాకుండా, పాలిమర్ పొర యొక్క అత్యంత తక్కువ వాయు పారగమ్యత, మండే మిశ్రమాలు ఏర్పడే ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తుంది, దీనివల్ల ఎలక్ట్రోలైజర్ అత్యంత తక్కువ కరెంట్ సాంద్రతల వద్ద పనిచేయడానికి వీలవుతుంది. ఎలక్ట్రోలైజర్కు సరఫరా చేసే నీటి వాహకత 1S/cm కంటే తక్కువగా ఉండాలి. పాలిమర్ పొర గుండా ప్రోటాన్ రవాణా విద్యుత్ హెచ్చుతగ్గులకు త్వరగా స్పందిస్తుంది కాబట్టి, PEM సెల్స్ వివిధ విద్యుత్ సరఫరా పద్ధతులలో పనిచేయగలవు. PEM సెల్ వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులోకి వచ్చినప్పటికీ, దీనికి కొన్ని ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి, ముఖ్యంగా అధిక పెట్టుబడి వ్యయం మరియు పొర, విలువైన లోహ ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్ల అధిక ఖర్చు. అదనంగా, PEM సెల్స్ యొక్క సేవా జీవితం ఆల్కలైన్ సెల్స్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. భవిష్యత్తులో, హైడ్రోజన్ను ఉత్పత్తి చేసే PEM సెల్ సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరచాల్సిన అవసరం ఉంది.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: ఫిబ్రవరి-02-2023