1966-njy ýylda “General Electric” kompaniýasy elektrolit hökmünde polimer membranasyny ulanyp, proton geçirijilik konsepsiýasyna esaslanýan suw elektrolitik elementini işläp düzdi. PEM elementleri 1978-nji ýylda “General Electric” tarapyndan söwda taýdan satuwa çykaryldy. Häzirki wagtda kompaniýa, esasan, wodorod önümçiliginiň çäkliligi, gysga ömrü we ýokary maýa goýum çykdajylary sebäpli az PEM elementlerini öndürýär. PEM elementi bipolýar gurluşa eýedir we elementleriň arasyndaky elektrik baglanyşyklary bipolýar plitalar arkaly amala aşyrylýar, bu bolsa emele gelen gazlary boşatmakda möhüm rol oýnaýar. Anod, katod we membrana topary membrana elektrod toplumynyň (MEA) düzümini emele getirýär. Elektrod adatça platina ýa-da iridiý ýaly gymmatbaha metallardan ybarat bolýar. Anodda suw kislorod, elektronlar we protonlar öndürmek üçin oksidlenýär. Katodda anod tarapyndan öndürilen kislorod, elektronlar we protonlar membrana arkaly katoda aýlanýar we ol ýerde wodorod gazyny öndürmek üçin reduksiýa edilýär. PEM elektrolizatorynyň iş prinsipi suratda görkezilen.
PEM elektrolitik öýjükleri adatça kiçi göwrümli wodorod öndürmek üçin ulanylýar, iň ýokary wodorod öndürmek ukyby takmynan 30Nm3/sagat we energiýa sarp edilişi 174kW. Alkali öýjük bilen deňeşdirilende, PEM öýjükleriniň hakyky wodorod öndürmek tizligi çäk aralygynyň hemmesini diýen ýaly öz içine alýar. PEM öýjük alkali öýjükden has ýokary tok dykyzlygynda, hatda 1,6A/sm2-e çenli işläp bilýär we elektrolitik netijeliligi 48%-65% -e deňdir. Polimer plýonkasy ýokary temperatura çydamly däldigi üçin, elektrolitik öýjükleriň temperaturasy köplenç 80°C-den aşak bolýar. Hoeller elektrolizeri kiçi PEM elektrolizerleri üçin optimizirlenen öýjük ýüzüniň tehnologiýasyny işläp düzdi. Öýjükler talaplara laýyklykda dizaýn edilip, gymmat bahaly metallaryň mukdaryny azaldyp we iş basyşyny ýokarlandyryp bolýar. PEM elektrolizeriniň esasy artykmaçlygy, wodorod öndürmekligiň berilýän energiýa bilen diýen ýaly sinhron üýtgeýändigidir, bu bolsa wodorod isleginiň üýtgemegine laýyk gelýär. Hoeller öýjükleri 0-100% ýük derejesiniň üýtgemelerine sekuntlarda jogap berýärler. “Hoeller” kompaniýasynyň patentlenen tehnologiýasy tassyklama synaglaryndan geçýär we synag desgasy 2020-nji ýylyň ahyryna çenli gurular.
PEM öýjükleri tarapyndan öndürilýän wodorodyň arassalygy 99,99% -e çenli ýetip biler, bu bolsa şel öýjükleriniňkiden ýokarydyr. Mundan başga-da, polimer membranasynyň örän pes gaz geçirijiligi ýanýan garyndylaryň emele gelme howpuny azaldýar we elektrolizatoryň örän pes tok dykyzlygynda işlemegine mümkinçilik berýär. Elektrolizatora berilýän suwuň geçirijiligi 1S/sm3-den az bolmaly. Polimer membranasyndan proton daşamagy kuwwatlylygyň üýtgemelerine çalt jogap berýändigi üçin, PEM öýjükleri dürli energiýa üpjünçiligi režimlerinde işläp bilýär. PEM öýjükleri söwda taýdan satuwa çykarylsa-da, onuň käbir kemçilikleri bar, esasan hem maýa goýum çykdajylarynyň ýokary bolmagy we membrana we gymmat bahaly metal esasly elektrodlaryň ýokary bahasy. Mundan başga-da, PEM öýjükleriniň hyzmat möhleti şel öýjükleriniňkiden gysga. Geljekde PEM öýjükleriniň wodorod öndürmek ukybyny ep-esli gowulandyrmak gerek.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 2-nji fewraly