1966లో, జనరల్ ఎలక్ట్రిక్ కంపెనీ ప్రోటాన్ కండక్షన్ భావన ఆధారంగా నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ కణాన్ని అభివృద్ధి చేసింది, పాలిమర్ పొరను ఎలక్ట్రోలైట్గా ఉపయోగిస్తుంది. 1978లో జనరల్ ఎలక్ట్రిక్ PEM కణాలను వాణిజ్యీకరించింది. ప్రస్తుతం, కంపెనీ తక్కువ PEM కణాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ప్రధానంగా దాని పరిమిత హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి, తక్కువ జీవితకాలం మరియు అధిక పెట్టుబడి ఖర్చు కారణంగా. PEM సెల్ బైపోలార్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు కణాల మధ్య విద్యుత్ కనెక్షన్లు బైపోలార్ ప్లేట్ల ద్వారా తయారు చేయబడతాయి, ఇవి ఉత్పత్తి చేయబడిన వాయువులను విడుదల చేయడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. ఆనోడ్, కాథోడ్ మరియు పొర సమూహం మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీ (MEA) ను ఏర్పరుస్తాయి. ఎలక్ట్రోడ్ సాధారణంగా ప్లాటినం లేదా ఇరిడియం వంటి విలువైన లోహాలతో కూడి ఉంటుంది. ఆనోడ్ వద్ద, ఆక్సిజన్, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి నీరు ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. కాథోడ్ వద్ద, ఆనోడ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆక్సిజన్, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లు పొర ద్వారా కాథోడ్కు తిరుగుతాయి, అక్కడ అవి హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేయడానికి తగ్గించబడతాయి. PEM ఎలక్ట్రోలైజర్ సూత్రం చిత్రంలో చూపబడింది.
PEM విద్యుద్విశ్లేషణ కణాలు సాధారణంగా చిన్న-స్థాయి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడతాయి, గరిష్ట హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి దాదాపు 30Nm3/h మరియు 174kW విద్యుత్ వినియోగంతో. ఆల్కలీన్ సెల్తో పోలిస్తే, PEM సెల్ యొక్క వాస్తవ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి రేటు దాదాపు మొత్తం పరిమితి పరిధిని కవర్ చేస్తుంది. PEM సెల్ ఆల్కలీన్ సెల్ కంటే అధిక కరెంట్ సాంద్రత వద్ద, 1.6A/cm2 వరకు కూడా పనిచేయగలదు మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ సామర్థ్యం 48%-65%. పాలిమర్ ఫిల్మ్ అధిక ఉష్ణోగ్రతకు నిరోధకతను కలిగి లేనందున, విద్యుద్విశ్లేషణ సెల్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత తరచుగా 80°C కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. హోయెల్లర్ ఎలక్ట్రోలైజర్ చిన్న PEM ఎలక్ట్రోలైజర్ల కోసం ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన సెల్ ఉపరితల సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసింది. కణాలను అవసరాలకు అనుగుణంగా రూపొందించవచ్చు, విలువైన లోహాల మొత్తాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు ఆపరేటింగ్ ఒత్తిడిని పెంచుతుంది. PEM ఎలక్ట్రోలైజర్ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సరఫరా చేయబడిన శక్తితో దాదాపు సమకాలీకరించబడుతుంది, ఇది హైడ్రోజన్ డిమాండ్ మార్పుకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. హోయెల్లర్ కణాలు సెకన్లలో 0-100% లోడ్ రేటింగ్ మార్పులకు ప్రతిస్పందిస్తాయి. హోయెల్లర్ పేటెంట్ పొందిన టెక్నాలజీకి ధ్రువీకరణ పరీక్షలు జరుగుతున్నాయి మరియు 2020 చివరి నాటికి పరీక్షా సౌకర్యం నిర్మించబడుతుంది.
PEM కణాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన హైడ్రోజన్ యొక్క స్వచ్ఛత 99.99% వరకు ఉంటుంది, ఇది ఆల్కలీన్ కణాల కంటే ఎక్కువ. అదనంగా, పాలిమర్ పొర యొక్క అతి తక్కువ వాయు పారగమ్యత మండే మిశ్రమాలను ఏర్పరిచే ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తుంది, దీనివల్ల ఎలక్ట్రోలైజర్ చాలా తక్కువ కరెంట్ సాంద్రతల వద్ద పనిచేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఎలక్ట్రోలైజర్కు సరఫరా చేయబడిన నీటి వాహకత 1S/cm కంటే తక్కువగా ఉండాలి. పాలిమర్ పొర అంతటా ప్రోటాన్ రవాణా శక్తి హెచ్చుతగ్గులకు త్వరగా స్పందిస్తుంది కాబట్టి, PEM కణాలు వేర్వేరు విద్యుత్ సరఫరా మోడ్లలో పనిచేయగలవు. PEM సెల్ వాణిజ్యీకరించబడినప్పటికీ, దీనికి కొన్ని ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి, ప్రధానంగా అధిక పెట్టుబడి వ్యయం మరియు పొర మరియు విలువైన లోహ ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్ల యొక్క అధిక వ్యయం. అదనంగా, PEM కణాల సేవా జీవితం ఆల్కలీన్ కణాల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. భవిష్యత్తులో, హైడ్రోజన్ను ఉత్పత్తి చేసే PEM సెల్ సామర్థ్యాన్ని బాగా మెరుగుపరచాల్సిన అవసరం ఉంది.
పోస్ట్ సమయం: ఫిబ్రవరి-02-2023