PEM (Membran Pertukaran Proton) elektrolisis airteknologi untuk pengeluaran hidrogen menawarkan pelbagai kelebihan, termasuk ketumpatan arus operasi tinggi, kebolehsuaian kepada turun naik tenaga boleh diperbaharui, dan struktur padat. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk perindustrian berskala besar. Walau bagaimanapun, untuk kejayaan pembangunan berskala besar, adalah penting bukan sahaja untuk menangani cabaran teknikal utama tetapi juga untuk mempertimbangkan aspek ekonomi.
"Rancangan Jangka Sederhana dan Jangka Panjang untuk Pembangunan Industri Tenaga Hidrogen (2021-2035)" di negara saya menekankan keperluan untuk meningkatkan kecekapan penukaran pengeluaran hidrogen daripada sumber tenaga boleh diperbaharui dan meningkatkan pengeluaran hidrogen seunit. Selain itu, penemuan dalam teknologi teras yang berkaitan dengan infrastruktur tenaga hidrogen adalah penting.
Pelan Penyelidikan dan Pembangunan Utama Nasional "Rancangan Lima Tahun Ke-14" Kementerian Sains dan Teknologi untuk "Teknologi Tenaga Hidrogen" (2022) merangkumi beberapa topik yang berkaitan dengan pengeluaran hidrogen elektrolisis air PEM. Topik ini merangkumi teknologi elektrolisis membran pertukaran proton berskala megawatt, elektrolisis hidrogen tekanan tinggi untuk elektrolisis air, dan penyelidikan dan pembangunan teknologi sistem utama untuk pengeluaran hidrogen melalui elektrolisis air membran pertukaran proton.
Elektroliser, komponen utama sistem pengeluaran hidrogen elektrolisis air PEM, memberi kesan ketara kepada prestasi keseluruhan. Usaha pembangunan produk semasa tertumpu terutamanya pada skala dan kos pengeluaran hidrogen.
Pada masa ini, hanya beberapa pengeluar domestik yang mempunyai kapasiti untuk menghasilkan peralatan elektrolisis PEM dan lebih sedikit lagi yang boleh membangunkan sistem pengeluaran hidrogen PEM berskala besar. Akibatnya, beberapa projek pengeluaran hidrogen elektrolisis air PEM berskala besar lebih memilih peralatan daripada syarikat asing.
Terutamanya, beberapa perusahaan domestik dan institut penyelidikan telah mencapai pembangunan sistem pengeluaran hidrogen PEM dengan skala pengeluaran hidrogen 200Nm3/j.
Walau bagaimanapun, industri pengeluaran hidrogen air elektrolisis PEM domestik kekal di peringkat awal pengkomersilan. Berbanding dengan kaedah pengeluaran hidrogen air beralkali yang lazim, cabaran utama yang dihadapi oleh pengeluaran hidrogen PEM ialah kosnya.
Seorang pemimpin industri berkata, "Seluruh rantaian bekalan mesti bekerjasama untuk mengurangkan kos pada masa hadapan. Untuk berdaya saing, kos pengeluaran hidrogen air elektrolisis PEM perlu dikurangkan kepada 1.5-2 kali ganda daripada hidrogen air beralkali pengeluaran daripada hidrogen hijau."
Pada masa ini, penyetempatan rantaian bekalan hidrogen elektrolisis air tidak mencukupi. Komponen teras seperti plat bipolar, pemangkin, membran pertukaran proton dan lapisan resapan gas menimbulkan cabaran kerana kekangan kos. Walaupun banyak projek hidrogen hijau domestik menggunakan teknologi pengeluaran hidrogen elektrolisis PEM, bilangan projek yang mengikuti laluan ini kekal terhad.
Dalam keseluruhan rantaian bekalan hidrogen elektrolisis air PEM, membran pertukaran proton memberikan halangan yang paling ketara.
Menurut wakil industri, tidak seperti sel bahan api, membran proton yang kebanyakannya digunakan untuk pengeluaran hidrogen berasaskan elektrolisis air ialah 115 dan 117 membran homogen, dengan ketebalan 150-200 mikron. Ketebalan ini secara relatifnya lebih tinggi (8-10 mikron) berbanding membran proton sel bahan api, mengakibatkan kadar bengkak yang lebih tinggi dan potensi ubah bentuk semasa salutan. Oleh itu, reka bentuk khusus diperlukan untuk peralatan salutan membran air elektrolitik, dan elektrod membran sel bahan api tidak boleh digunakan secara langsung untuk tujuan ini.
Terasa gentian titaniumdaripadaTopTiTech
