Kostuak murrizteko eta PEM elektrolizatzaileen eraginkortasuna handitzeko bost metodo

I. PEM elektrolizatzailearen egungo egoera

PEM hidrogenoen ekoizpen sistema zentratuta dagoPEM elektrolizproa, Gas-likidoen bereizketa gailua, zuzenketa, gasaren monitorea, hozte-ur-unitatea, arazteko sistema eta energia hornidura eta kontrol sistema elektronikoa ditu.

PEM hidrogenoen produkzio sistemaren kostu egituran, kostuaren% 60 kontzentratzen daPEM elektrolizproaeta gainerako ekipamendu laguntzaileak, energia hornidura, zuzentzailea eta kontrol elektronikoa eta arazketa elektronikoa eta arazteko ekipoak barne. Eta% 60ko% 50PEM elektrolizproaKostua mintz elektrodoa da. Mintz-elektrodoak oinarrizko teknologiak ere biltzen ditu, hala nola metalezko katalizatzaile preziatuak etaProtoi trukeko mintzak.

Hori dela eta, PEM hidrogenoen produkzio sistemaren kostua murriztea eta eraginkortasuna hobetzea mintz-elektrodoaren araberakoa da batez ere, kostu osoaren% 50. Hori da PEM hidrogeno ekoizpen teknologiak eskala handiko merkatuaren aplikazioa lor dezakeen ala ez. PEM megawatt-maila elektrolizatzaileen azterketaren bidez, aurki daiteke PEM sistemaren aurrean dauden erronkak errendimendu altua eta kostu altua, dentsitate elektriko handia eta zerbitzua bizitza, presio altua eta aplikazioen agertokiak direla eta.

Errendimendu handiaPEM elektrolizproaEolikoko eguzki-akoplamenduan, hasierako geldialdi azkarrean eta garbitasun handiko eta hidrogeno ekoizpenaren potentzia handia da, baina kostu handiko arazoarekin batera dago. Sisteman metalezko osagai preziatuak modu eraginkorrean ordezkatu ez direnez, PEM elektrolizadorearen kostua 4 eta 5 aldiz da, hidrogeno likido alkalinoen ekoizpen tradizionalarena.

Bigarrena egungo dentsitatearen eta zerbitzuaren bizitzaren arteko harremana da. Gaur egun, merkatuan hidrogeno ekoizpen ekipamendu alkalinoak eta alkalinoak egungo dentsitatea handitzen ari dira. Ekipamendu kostu bera oinarri hartuta, egungo dentsitatea 1etik 2Ara handituz gero, kostua% 30 eta% 40 murriztu daiteke. Egungo dentsitatea handitzeak kostu-presioa azkar murriztu dezake, baina ekipoen zerbitzuaren bizitza laburtu dezake.

Horrek erakusten du industria-eragiketa edo proiektuaren funtzionamendu prozesuan, kostu-eraginkortasun zentzuzkoa edo egungo dentsitatearen eta zerbitzuaren bizitzaren arteko tarte egokia aurkitu behar dela kostuaren eta onuraren arteko oreka lortzeko.

PEM sistemaren irteerako presioak zenbait abantaila ditu hidrogeno alkalinoen ekoizpen ekipamenduen gaineko abantaila batzuk, eta hori oso egokia da gas naturalaren hidrogeno ekoizpenerako eta hidrogeno hidrogenoetarako garraiorako. Presio maila honek ere hiriko gas hodien presio komunarekin bat dator (4 MPA inguru).

Presio altuaren eskaria ez da erdieroalearen, diamante artifizialean eta farmazia bitarteko industrietan, PEM elektrolizatzaileen presio handiko aplikazioa energia-arloan, hala nola, bigarren mailako arazketa eta presioaren gehikuntza, bereziki beharrezkoa da.

II. PEM elektrolizatzaileen kostua murriztea eta optimizatzea

Egungo egoeraren araberaPEM elektrolizatzaileak, eskala handiko aplikazioaren gakoa kostuak murriztea eta errendimendua optimizatzea da. Gaur egun, kostuen murrizketa Kataluniako sistema optimizatzean datza kostuak murrizteko, laguntza-material oso eroaleak erabiliz eta errendimendu handikoak ordezkatzen dituProtoi trukeko mintzak.

1. metaliko baxuko elektrokatalisten garapena eta aplikazioa

▪ Fabrikazio kostuak murriztea

Metal preziatuen edukia murriztuz (Platinoa, Iridioa eta Ruthenium) eta prestaketa prozesuaren eraginkortasuna hobetuz, PEM elektrolizatzeko elektrokatalisten fabrikazio kostua murriztu daiteke eta produktuen merkatuaren lehiakortasuna hobetu daiteke.

▪ Egonkortasuna hobetu

Metalezko ez diren elementuen dopina handituz eta kristal egitura hobetuz, PEM elektrolizatzeko elektrokatalisten egonkortasuna hobetu daiteke, benetako erabileran egonkorragoak eta fidagarriak bihurtuz.

▪ Errendimendua hobetu

Preziorik gabeko metalen jarduera elektrokatalitikoa egokituz eta gainazal espezifikoa areagotuz, PEM elektrolizazio elektrokatalisten errendimendua hobetu daiteke, erreakzioaren energia-hesiaren aktibazioa murriztu daiteke eta erreakzio tasa handitu daiteke.

2. Eroankortasun handiko laguntza materialak diseinatu eta prestatzea

▪ Eroankortasuna hobetu

Laguntza-material egokiak hautatuta eta katalizatzailearen eta laguntza-materialaren arteko harremanetarako eremua areagotuz, PEM elektrolizazio elektrokatalisten eroankortasuna hobetu daiteke eta erreakzioan zehar erresistentzia galera murriztu daiteke.

▪ Laguntza indarra handitzea

Laguntza materialaren indarra eta gogortasuna handituz eta prestaketa prozesua hobetuz, PEM elektrolizatzailearen elektrokatalistaren laguntza-indarra hobetu daiteke erreakzioan zehar hautsi edo eror ez dadin katalizatzailea saihesteko.

▪ Doitu mikroegitura

Laguntza materialaren mikroegitura egokituz eta erreaktiboen garraio bidea aldatuz, PEM elektrolizatzaile elektrokatalistaren mikroegitura egokitu daiteke erreaktiboen eta erreakzio prozesuaren garraioa hobetzeko.

3. Protoi trukearen mintzaren egitura optimizatzea eta hobetzea

▪ Membrana iragazkorra

Gasaren omenaldia murriztu daiteke substantzia hautagarria den mintza sartuta. Mintz honek erreakzio-gasak bakarrik pasatzea ahalbidetzen du, beste gas batzuen omenaldia saihesteko.

▪ Sandwich egitura

Gasaren omenaldia murriztu daiteke ogitartekoaren egitura aldatuz. Adibidez, kuxin geruza porotsua sartu daiteke pemak eremu txikietan banatzeko gas produktuen gurutzadura murrizteko.

▪ Gasaren difusio koefizientea

Gasaren omenaldia murriztu daiteke gasaren difusio koefizientea murriztuz. Hau polimero katearen zurruntasuna handituz lor daiteke, material sendotzea sartuz, prozesatzeko baldintzak hobetuz, etab.

4.. Slury konposizioa optimizatzea eta propietate fisikoak hobetzea

▪ Slury konposizioaren optimizazioa

Beharren arabera, doitu katalizatzailearen, garraiolariaren osagaiak, ionomers eta lohiak beste material osagarriak bere errendimendua optimizatzeko.

▪ Propietate fisikoak hobetzea

MEAren kalitatea hobetzeko propietate fisikoak hobetu daitezke, esaterako, partikulen diametroa, erreologia eta Zeta potentziala lohian.

▪ Funtzio osagarriak sartzea

MEAren bizitza eta fidagarritasuna hobetu daiteke antioxidatzaileen eta eragile murriztaileen funtzio osagarriak sartuz.

5. MEA prozesatzeko neurrien hobekuntza eta optimizazioa

▪ Estaldura metodoak hautatzea

Beharren arabera, hautatu estaldura metodo egokiak, hala nola deposizio elektrokimikoak, ultrasoinu-espetxeak, transferentzia inprimatzea eta abar.

▪ Estaldurako ekipamenduak berritzea

Beharren arabera, lehendik dagoen estaldura ekipamendua berritu da biribilketa estaldura lortzeko, eta abar behar industrialak betetzeko.

▪ Estalduraren kalitatearen jarraipena

Estaldurako kalitatearen detekzio sistema ezartzea kontrolatu eta feedbackak estalduraren kalitatea denbora errealean kontrolatzeko, MEA kalitatea bermatzeko.