Protonenaustauschmembran (PEM)-Brennstoffzellensystem

Protonenaustauschmembran (PEM)- Brennstoffzellen zeichnen sich durch ihre Effizienz im Vergleich zu traditionellen Verbrennungsmotoren und einigen Batterietechnologien aus. Hier ist ein kurzer Vergleich: 

• PEM-Brennstoffzellen: Diese erzielen eine Effizienz von 40-60%, die in Kraft-Wärme-Kopplungssystemen auf etwa 85% erhöht werden können. Sie bieten schnellere Betankungszeiten und höhere Energiedichte, was sie gut für Anwendungen eignet, die längere Reichweiten und kürzere Betankungszeiten erfordern.*
• Verbrennungsmotoren: Diese erreichen im Allgemeinen nur 25-30% Effizienz aufgrund von Wärmeverlust, was sie weniger effizient macht.*
• Batterien: Lithium-Ionen-Varianten zeigen eine Effizienz von bis zu 90%, während Blei-Säure-Typen mit PEM-Brennstoffzellen bei etwa 50% mithalten. Batterien sind vielversprechend in der Energieumwandlung und -speicherung, trotz längerer Ladezeiten. PEM-Brennstoffzellen hingegen punkten mit einer Kombination aus Effizienz, schneller Betankung und Energiedichte, was sie ideal für Transport und Energieerzeugung macht, wo schnelles Tanken und große Reichweiten entscheidend sind.*

Wir möchten die Effizienz und Zuverlässigkeit von PEM-Brennstoffzellen mit unseren fortschrittlichen Kunststoffrohrleitungssystemen verbessern.

*U.S. Department of ENERGY: Brennstoffzellen-Factsheet (energy.gov) Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien | Energieministerium.

Ein Protonenaustauschmembran (PEM)- Brennstoffzellensystem besteht aus mehreren kritischen Komponenten, die zusammenarbeiten, um Wasserstoff und Sauerstoff in Elektrizität umzuwandeln. Die Schlüsselkomponenten umfassen:

• Membran-Elektroden-Baugruppe (MEA): Der Kern, in dem elektrochemische Reaktionen stattfinden.
• Bipolarplatten: Verteilen die Gase über die MEA und sammeln den erzeugten Strom.
• Gasdiffusionsschichten (GDL): Stellen eine gleichmäßige Gasverteilung zur MEA sicher.
• Kühlsysteme: Regulieren die Wärme, um die optimale Leistung sicherzustellen.

Medienversorgung 

• Sauerstoffversorgung: Üblicherweise aus der Luft.
  Bedingungen: Bei Umgebungsdruck und -temperatur 
  Konzentration: 21% Sauerstoffgehalt aus der Luft, ausreichend für den Betrieb.
• Wasserstoffversorgung:
  Druck: Typischerweise zwischen 1,5 und 3 bar.
  Temperatur: Ca. 20-30°C
  Reinheit: Konzentrationen, die oft über 99,99% liegen müssen, um Kontamination zu vermeiden und einen effizienten Betrieb zu ermöglichen.*

Die fortschrittlichen Polypropylen-Rohrleitungssysteme von GF Piping Systems (PROGEF Standard und PROGEF Plus) sind sorgfältig darauf ausgelegt, diese strengen Anforderungen zu erfüllen.

* Mo, S., Du, L., Huang, Z. et al. Aktuelle Fortschritte in der PEM-Brennstoffzelle: Von Schlüsselmaterialien bis zur Membran-Elektroden-Baugruppe. Electrochem. Energy Rev. 6, 28 (2023). doi.org/10.1007/s41918-023-00190-w.

Die Kommerzialisierung von PEM-Brennstoffzellensystemen schreitet stetig voran, mit Anwendungen im Verkehr, in der stationären Stromerzeugung und in tragbaren Stromversorgungen. Wasserstoff wird häufig in Hochdruckzylindern geliefert, typischerweise bei 350 bis 700 bar. Wir unterstützen diese Infrastruktur, indem wir Komponenten für Typ IV Tanks produzieren, die aus Verbundmaterialien mit einer inneren Beschichtung hergestellt werden, um Gasbarrieren zu sein und hohen Drücken standzuhalten. Unsere Komponenten sind an der sicheren und zuverlässigen Speicherung und dem Transport von Wasserstoff beteiligt und erleichtern die breitere Anwendung von PEM-Brennstoffzellen.

Sehen Sie sich unser Angebot für Komponenten der inneren Beschichtung für Typ IV Behälter aus PA- oder PE-Qualitäten auf unserer Wasserstoffnutzungsseite. an

Überwachungssysteme in PEM-Brennstoffzellen erfordern präzise Durchfluss-, Druck- und Temperatursensoren, um optimale Leistung und Sicherheit zu ermöglichen. Diese Instrumente überwachen die Versorgung mit Wasserstoff, Sauerstoff und Kühlmittel und stellen sicher, dass sie mit den richtigen Durchflussraten, Drücken und Temperaturen geliefert werden. Wir bieten ein umfassendes Sortiment an Mess-und Regeltechnik an, die für genaue und zuverlässige Messungen entwickelt wurden. Unsere Lösungen helfen dabei, den ordnungsgemäßen Betrieb von PEM-Brennstoffzellensystemen aufrechtzuerhalten, wodurch Effizienz, Sicherheit und Langlebigkeit positiv beeinflusst werden.

Für weitere Informationen, sehen Sie sich unser Produktportfolio für Mess- und Regeltechnik an:

• Durchfluss
• Temperatursensoren
• Drucksensoren
  
• Leitfähigkeitssensoren
• Transmiter und Controller 

Wir sind bestrebt, die Wasserstoffwirtschaft mit spezialisierten Lösungen zu unterstützen, von der ersten Planung und Materialauswahl bis hin zur Lieferung und Installation hochwertiger Komponenten. Unser Fachwissen stellt sicher, dass Ihre PEM-Brennstoffzellensysteme mit höchster Leistung und Zuverlässigkeit arbeiten.