PEM-i tutvustus
PEM-i veeelektrolüüsiseade kasutab PEM-i prootonite juhtimiseks ja gaasi eraldamiseks elektroodi mõlemal küljel, vältides tugevate leeliseliste vedelate elektrolüütide kasutamisel AWE-ga seotud puudusi. PEM vee elektrolüütiline element võtab elektrolüüdina PEM-i ja reagendiks puhast vett. Lisaks on PEM-il madal vesiniku läbilaskvus ja see annab kõrge vesiniku puhtuse. Eemaldada tuleb ainult veeaur. Elektrolüütiline element võtab kasutusele nullvahestruktuuri ja väikese oomi takistuse, mis parandab oluliselt elektrolüütilise protsessi üldist efektiivsust ja muudab mahu kompaktsemaks. Rõhu reguleerimisvahemik on suur, vesiniku väljundrõhk võib ulatuda mitme mpa-ni, kohaneda taastuvenergia sisendi kiire muutumisega. Seetõttu on vee vesiniku tootmise PEM-elektrolüüs paljulubav rohelise vesiniku tootmistehnoloogia tee.
Samuti tuleb märkida, et PEM-i hüdrolüüsiga vesiniku tootmise kitsaskohad on kulud ja eluiga. Elektrolüütilise elemendi maksumusest moodustab bipolaarne plaat umbes 48 protsenti ja membraanelektrood umbes 10 protsenti. PEM-i praegune rahvusvaheline kõrgtase on: üheelemendiline jõudlus 2 A·cm -- 2@2 V, plaatinakatalüsaatori kogukoormus 2–3 mg/cm2, stabiilne tööaeg 6×104–8×104 h , on vesiniku tootmise hind umbes 3,7 dollarit vesiniku kilogrammi kohta. PEM-elektrolüütilise elemendi maksumuse vähendamise uuringud keskenduvad sellistele põhikomponentidele nagu membraanielektrood, gaasi difusioonikiht ja katalüsaatoril ja PEM-materjalidel põhinev bipolaarne plaat.
Bipolaarne plaat ja vooluväli moodustavad suure osa elektrolüütilise elemendi maksumusest, bipolaarse plaadi maksumuse vähendamine on elektrolüütilise elemendi kulude kontrollimise võti. PEM elektrolüsaatori anoodi karmides töötingimustes põhjustab bipolaarse plaadi korrosioon metalliioonide leostumist, mis saastab PEM-i. Seetõttu on bipolaarse plaadi tavaline kaitse korrosioonivastase katte ettevalmistamine pinnale. Lettenmeier et al.
roostevabast terasest bipolaarsele plaadile korrosiooni vältimiseks valmistati ette vaakumplasma pihustamise teel Ti kiht ja seejärel valmistati Pt kiht magnetroni pihustamisega, et vältida Ti oksüdatsioonist põhjustatud juhtivuse vähenemist. Täiendavad uuringud näitasid, et raku sarnast jõudlust saab säilitada, asendades Pt-katte odavama Nb-kattega ja rakk võiks töötada stabiilselt kauem kui 1000 tundi. Tennessee ülikooli uurimisrühm kasutas lisandite tootmistehnoloogiat, et toota katoodiga bipolaarsele plaadile 1 mm paksusest roostevabast terasest materjalist vooluvälja ja ladestada sellele gaasi neto difusioonikihi paksusega 0,15 mm. Üksiku elemendi katoodtakistus on väga väike ja elemendi jõudlus on kuni 2 A·cm -- 2@1,715 V, kuid pind on stabiilsuse parandamiseks siiski vajalik. Lisaks on Oak Ridge'i riiklik labor, Korea teaduse ja tehnoloogia instituut ning teised institutsioonid läbi viinud PEM-elektrolüütiliste rakkude jaoks mitmeid bipolaarseid plaate.
Praegu kasutatav elektroodi materjal on kõige sagedamini kasutatavTitaankiust vilt, millel on hea vastupidavus ja korrosioonikindlus.
Huvi korral võtke meiega ühendust:
