Sistemul de electroliză Pem

● Nu necesită utilizarea electroliților. Aceasta înseamnă că poate fi folosită apă purificată, marcând un beneficiu semnificativ.

Electroliza PEM poate funcționa într-o gamă de densități de curent. De obicei, densitatea de curent în sistemele de electroliză PEM poate varia de la 0,2 A/cm² până la 2 A/cm² sau mai mult, în funcție de designul specific și de condițiile de funcționare ale electrolizorului PEM. Capacitatea (densitatea curentului) influențează semnificativ dimensiunea electrolizorului și, prin urmare, electroliza PEM oferă în general o amprentă mai compactă în comparație cu electroliza cu apă alcalină sub presiune, ceea ce o face avantajoasă pentru aplicațiile în care eficiența spațiului este un aspect cheie.

● Un alt mare beneficiu este, de asemenea, capacitatea PEM de a se adapta rapid la niveluri variabile de putere în câteva secunde.
Menținerea unei rate de degradare a tensiunii suprapotenţiale sub 100 mV/an este o țintă comună pentru sistemele de electroliză PEM. Cu toate acestea, este esențial să recunoaștem că rata reală de degradare poate varia în funcție de factorii operaționali și practicile de întreținere. Construcția și calitatea electrolizatorului, care sunt determinate de producătorul original, joacă un rol crucial în influențarea ratelor de degradare. Prin urmare, este recomandabil să vă consultați cu producătorul electrolizorului pentru informații specifice despre ratele de degradare așteptate și procedurile de întreținere recomandate.

● PEM este o membrană solidă cu electrolit polimeric. Cele două părți ale membranei pot rezista la o diferență mare de presiune și au doar un efect de conducere unidirecțională asupra ionilor de hidrogen. Poate separa direct hidrogenul reactant și oxigenul pentru a evita gazarea încrucișată și are o siguranță bună. , Gazul produs are o puritate ridicată. Pentru electroliza alcalină se folosește o celulă electrolitică lichidă, iar pânza poroasă de azbest devine diafragmă prin impregnare. Prin urmare, trebuie instalat un sistem strict de control al diferenței de presiune pentru a se asigura că nu apar scurgeri de aer în camerele de reacție anodului și catodic și pentru a evita accidentele de siguranță.

● Membrana electrolitică PEM poate fi mai mică de 200μm, distanța dintre electrozi este mică, poate reduce tensiunea de lucru și consumul de energie și poate face structura celulei electrolitice mai compactă.

● Apa este atât un reactant, cât și un mediu de răcire, eliminând necesitatea unui sistem de răcire și reducând volumul și greutatea dispozitivului. Deoarece celula electrolitică PEM utilizează apă pură ca electrolit, coroziunea electrolitului în corpul rezervorului este evitată, produsul de reacție nu conține ceață alcalină, iar puritatea gazului este mai mare.

Electrolizoarele alcaline pot părea cea mai accesibilă opțiune - la urma urmei, alcalina există de zeci de ani mai mult decât PEM. Cu toate acestea, progresele în tehnologia PEM și-au schimbat costul.

O analiză a ambelor tipuri de electrolizoare arată că costul stivei unui electrolizor alcalin este mai mic decât PEM. Dar când vine vorba de complexitatea și costul echilibrului centralei (BOP) pe măsură ce dimensiunea sistemului crește, PEM este mai mic, potrivit Institutului Fraunhofer pentru Sisteme de Energie Solară ISE. De fapt, costul total de deținere al unui electrolizor PEM este mai mic decât cel alcalin, prognozatorii estimând că costurile serviciilor PEM sunt de o treime din cele alcaline.

La scalarea unui electrolizor, PEM are avantaje semnificative în ceea ce privește costurile în raport cu economia instalației. Pe baza de kilowatt, cheltuielile de capital asociate cu un electrolizor alcalin cresc semnificativ pe măsură ce sistemul se scalează. Cu PEM, există opțiuni pentru eficientizarea BOP pentru a minimiza costul inițial în sistemele mai mari de peste 10 megawați.

Când se ia în considerare presiunea de ieșire, electrolizoarele alcaline standard furnizează ieșire la o presiune scăzută de 1 până la 10 bar, care este o presiune aproape ambientală. Pentru majoritatea aplicațiilor, hidrogenul trebuie comprimat în continuare pentru transport, depozitare sau consum. Pe de altă parte, electrolizoarele PEM au o putere de 40 bar - adică de 4 până la 40 de ori mai mult decât un sistem alcalin tipic.

Presiunea este generată de procesul electrochimic din stivă, ceea ce înseamnă că PEM evită compresia în prima etapă pentru a o aduce până la 40 de bari și ocolește costurile de energie asociate cu funcționarea compresorului.

Soluția de electrolit caustic alcaline poate crește, de asemenea, prețul ridicat. De exemplu, un proiect de 10 până la 20-ani înseamnă o nevoie pe termen lung de înlocuire a unor piese, cum ar fi pompele și supapele, sau îndepărtarea hidroxidului de potasiu din fluxurile de hidrogen sau oxigen. Cerința de 3,5 tone per megawatt pentru hidroxid de potasiu foarte coroziv în sistemele alcaline implică de obicei cerințe semnificative de spațiu – adesea de două până la trei ori spațiul sistemului PEM pentru o producție similară. Orice pierderi în spațiu poate duce la pierderi de venituri.