Pem Elektroliz Sistemi

● Elektrolit kullanımını gerektirmez. Bu, arıtılmış suyun kullanılabileceği anlamına gelir ve bu da önemli bir fayda sağlar.

PEM elektrolizi bir dizi akım yoğunluğunda çalışabilir. Tipik olarak PEM elektroliz sistemlerindeki akım yoğunluğu, PEM elektrolizörünün özel tasarımına ve çalışma koşullarına bağlı olarak 0,2 A/cm² kadar düşük bir değerden 2 A/cm² kadar yüksek bir değere veya daha fazlasına kadar değişebilir. Kapasite (akım yoğunluğu) elektrolizörün boyutunu önemli ölçüde etkiler ve bu nedenle PEM elektrolizi genellikle basınçlı alkali su elektroliziyle karşılaştırıldığında daha kompakt bir ayak izi sunar, bu da onu alan verimliliğinin önemli olduğu uygulamalar için avantajlı hale getirir.

● Diğer bir büyük avantaj da PEM'in değişken güç seviyelerine saniyeler içinde hızlı bir şekilde uyum sağlayabilmesidir.
Aşırı potansiyel voltaj bozulma oranının 100 mV/yılın altında tutulması PEM elektroliz sistemleri için ortak bir hedeftir. Ancak gerçek bozulma oranının operasyonel faktörlere ve bakım uygulamalarına bağlı olarak değişebileceğinin bilincinde olmak önemlidir. Orijinal üretici tarafından belirlenen elektrolizörün yapısı ve kalitesi, bozulma oranlarını etkilemede çok önemli bir rol oynar. Bu nedenle, beklenen bozunma oranları ve önerilen bakım prosedürleri hakkında özel bilgi için elektrolizör üreticinize danışmanız tavsiye edilir.

● PEM katı polimer elektrolit membrandır. Membranın iki tarafı büyük bir basınç farkına dayanabilir ve hidrojen iyonları üzerinde yalnızca tek yönlü bir iletim etkisine sahiptir. Çapraz gaz oluşumunu önlemek için reaktif hidrojen ve oksijeni doğrudan ayırabilir ve iyi bir güvenliğe sahiptir. , Ürün gazı yüksek saflığa sahiptir. Alkali elektroliz için sıvı bir elektrolitik hücre kullanılır ve gözenekli asbest kumaşı emprenye yoluyla diyafram haline gelir. Bu nedenle anot ve katot reaksiyon odalarında hava kaçağının oluşmamasını sağlamak ve güvenlik kazalarını önlemek için sıkı bir basınç farkı kontrol sistemi kurulmalıdır.

● PEM elektrolit membranı 200μm'den az olabilir, elektrot aralığı küçüktür, çalışma voltajını ve enerji tüketimini azaltabilir ve elektrolitik hücrenin yapısını daha kompakt hale getirebilir.

● Su hem tepkimeye giren bir madde hem de bir soğutma ortamı olup, soğutma sistemine olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve cihazın hacmini ve ağırlığını azaltır. PEM elektrolitik hücresi elektrolit olarak saf su kullandığından, elektrolitin tank gövdesine korozyonu önlenir, reaksiyon ürünü alkali buharı içermez ve gaz saflığı daha yüksektir.

Alkalin elektrolizörler en uygun fiyatlı seçenek gibi görünebilir; sonuçta alkalin, PEM'den on yıllardır daha uzun süredir piyasadadır. Ancak PEM teknolojisindeki ilerlemeler maliyetini değiştirdi.

Her iki elektrolizör tipinin analizi, alkalin elektrolizörün yığın maliyetinin PEM'den daha düşük olduğunu göstermektedir. Ancak Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü ISE'ye göre sistem boyutu arttıkça tesisin karmaşıklığı ve denge maliyeti (BOP) söz konusu olduğunda PEM daha düşük oluyor. Aslında, bir PEM elektrolizörünün toplam sahip olma maliyeti alkaliden daha düşüktür ve tahminciler PEM servis maliyetlerinin alkalinin üçte biri olduğunu tahmin etmektedir.

Bir elektrolizörün ölçeklendirilmesinde PEM'in tesis ekonomisi dengesinde önemli maliyet avantajları vardır. Kilowatt başına bazda, alkalin elektrolizörle ilgili sermaye harcaması sistem ölçeklendikçe önemli ölçüde artar. PEM ile, 10 megavatın üzerindeki daha büyük sistemlerde ön maliyetleri en aza indirecek şekilde BOP'yi kolaylaştırma seçenekleri mevcuttur.

Çıkış basıncı göz önüne alındığında, standart alkalin elektrolizörler, neredeyse ortam basıncı olan 1 ila 10 barlık düşük bir basınçta çıkış sağlar. Çoğu uygulamada hidrojenin nakliye, depolama veya tüketim amacıyla daha da sıkıştırılması gerekir. Öte yandan, PEM elektrolizörleri 40 barlık bir çıkışa sahiptir; bu, tipik bir alkalin sistemin 4 ila 40 katıdır.

Basınç, bacadaki elektrokimyasal süreç tarafından üretilir; bu, PEM'in, basıncı 40 bar'a çıkarmak için ilk aşamadaki sıkıştırmayı ortadan kaldırdığı ve kompresörün çalışmasıyla ilişkili enerji maliyetlerini atladığı anlamına gelir.

Alkali'nin kostik elektrolit çözeltisi de yüksek fiyat etiketini artırabilir. Örneğin, 10 ila 20-yıllık bir proje, pompalar ve valfler gibi parçaların uzun vadede değiştirilmesi veya hidrojen veya oksijen akışlarından potasyum hidroksitin uzaklaştırılması ihtiyacı anlamına gelir. Alkali sistemlerde yüksek derecede aşındırıcı potasyum hidroksit için megawatt başına 3,5 ton gereksinimi, tipik olarak önemli miktarda alan gereksinimine yol açar; genellikle benzer bir çıktı için PEM sisteminin alanının iki ila üç katı kadardır. Uzaydaki herhangi bir kayıp, gelir kaybına neden olabilir.