PEM polttokennojärjestelmä

PEM-polttokennojen hyötysuhde on parempi kuin perinteisillä polttomoottoreilla ja joillakin akkuteknologioilla. Tässä on nopea vertailu: 

• PEM-polttokennot: Näiden polttokennojen hyötysuhde on 40–60 %, ja se voi voi olla jopa 85 %, kun hukkalämpöä hyödynnetään yhteistuotantojärjestelmissä. Ne tarjoavat nopeammat tankkausajat ja suuremman energiatiheyden, joten ne soveltuvat hyvin sovelluksiin, jotka vaativat pidempiä toimintasäteitä ja lyhyempiä tankkausaikoja.*
• Polttomoottorit: Yleensä polttomoottoreilla saavutetaan vain 25–30 prosentin hyötysuhde lämpöhäviöiden vuoksi, mikä tekee niistä tehottomampia ja saastuttavampia.*
• Akut: Litium-ioniakkujen hyötysuhde on jopa 90 %, kun taas lyijyhappoakkujen hyötysuhde on sama kuin  PEM-polttokennoilla, eli noin 50 %. Akut toimivat erinomaisesti energian muuntamisessa ja varastoinnissa huolimatta hitaammista latausajoista. PEM-polttokennot puolestaan erottuvat edukseen tehokkuuden, nopean tankkauksen ja energiatiheyden ansiosta, joten ne soveltuvat erinomaisesti kuljetukseen ja sähköntuotantoon, jossa tarvitaan nopeaa tankkausta ja pitkää toimintasädettä.*

GF Piping Systems parantaa PEM-polttokennojen tehokkuutta ja luotettavuutta edistyksellisillä polypropeeniputkijärjestelmillään. 

*U.S: Department of ENERGY: Fuel Cell Technologies office Fuel Cells Fact Sheet (energy.gov) Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office | Department of Energy.

PEM-polttokennojärjestelmä (protoninvaihtokalvojärjestelmä) koostuu useista komponenteista, jotka yhdessä muuttavat vedyn ja hapen sähköksi. Keskeisiä komponentteja ovat:

• Kalvoelektrodikokoonpano (MEA): Ydin, jossa sähkökemialliset reaktiot tapahtuvat.
• Kaksinapaiset levyt: Jakavat kaasut kalvoelektrodikokoonpanoon ja ottavat talteen syntyvän virran.
• Kaasudiffuusiokerrokset (GDL): Varmistavat kaasun tasainen jakautuminen kalvoelektrodikokoonpanolle.
• Jäähdytysjärjestelmät: Hallitsevat lämpötilaa optimaalisen suorituskyvyn ylläpitämiseksi.

Aineiden syöttö 

• Hapen syöttö: Yleensä ilmasta.
  Olosuhteet: Toimitetaan ympäristön paineessa ja lämpötilassa.
  Pitoisuus: Ilmassa noin 21 %, riittävä toiminnan kannalta.
• Vedyn syöttö:
  Paine: Tyypillisesti 1,5–3 baaria.
  Lämpötila: Noin 20–30 °C.
  Puhtaus: Pitoisuuksien on usein oltava yli 99,99 %, jotta estetään kontaminaatio ja varmistetaan tehokas toiminta. *

GF Piping Systemsin kehittyneet polypropeeniputkijärjestelmät (PROGEF Standard ja PROGEF Plus) on suunniteltu täyttämään nämä tiukat vaatimukset ja takaamaan vedyn ja hapen turvallinen ja tehokas toimitus. 

* Mo, S., Du, L., Huang, Z. et al. Recent Advances on PEM Fuel Cells: From Key Materials to Membrane Electrode Assembly. Electrochem. Energy Rev. 6, 28 (2023).doi.org/10.1007/s41918-023-00190-w.

PEM-polttokennojen kaupallistaminen etenee tasaisesti, ja niitä käytetään kuljetuksessa, kiinteinä energianlähteinä ja siirrettävinä energianlähteinä. Vetyä toimitetaan yleensä korkeapainepulloissa, tyypillisesti 350–700 baarin paineessa. GF Piping Systems tukee tätä infrastruktuuria toimittamalla komponentteja IV-tyypin säiliöihin, jotka on valmistettu komposiittimateriaaleista ja joissa on sisäpinnoite, joka takaa kaasusulkuominaisuudet ja kestää korkeita paineita. Tuotteillamme voidaan varmistaa vedyn turvallinen ja luotettava varastointi ja kuljetus, mikä helpottaa PEM-polttokennojen laajempaa käyttöönottoa.

Tutustu PA- tai PE-materiaaleista valmistettujen tyypin IV säiliöiden sisäpinnoiteosien tarjontaamme vedyn käyttö -sivullamme.

PEM-polttokennojen valvontajärjestelmät edellyttävät tarkkoja virtausmittareita, paineantureita ja lämpötila-antureita optimaalisen suorituskyvyn ja turvallisuuden varmistamiseksi. Nämä laitteet valvovat vedyn, hapen ja jäähdytysnesteen syöttöä ja varmistavat, että ne toimitetaan oikeilla virtausnopeuksilla, paineilla ja lämpötiloilla. Tarjoamme kattavan valikoiman antureita ja valvontalaitteita, jotka on suunniteltu tarkkoihin ja luotettaviin mittauksiin. Ratkaisumme auttavat ylläpitämään PEM-polttokennojärjestelmien moitteetonta toimintaa ja parantavat tehokkuutta, turvallisuutta ja pitkäikäisyyttä.

Katso lisätietoja mittaus- ja valvontatuotteiden valikoimastamme:

• Virtausmittarit
• Lämpötila-anturit
• Paineanturit
• Johtavuusanturit
• Lähetin- ja ohjainjärjestelmät 

Olemme panostaneet vetytalouden tukemiseen erikoisratkaisuilla aina suunnitteluvaiheesta ja materiaalivalinnoista korkealaatuisten komponenttien toimitukseen ja asennukseen. Laajan asiantuntemuksemme ansiosta voimme taata, että PEM-polttokennojärjestelmäsi toimivat mahdollisimman tehokkaasti ja luotettavasti.