プロトン交換膜(PEM)燃料電池システム

腐食に強く、化学薬品に耐性のある配管システム: 持続可能なグリーンエネルギーで未来を切り開く。

アプリケーション

未来に燃料を供給する:ポリマー配管システムによるシームレスな効率

プロトン交換膜(PEM)燃料電池は、水素と酸素を電気に変換し、水と熱を副産物としてクリーンエネルギーを生成します。これらは高効率迅速な起動、さまざまな用途への適応性を提供します。燃料電池は効率的に運転するために水素と酸素の安定した供給を必要とします。最適な性能と安全性のためにパラメータを正確に制御し監視することが極めて重要であり、これによりGFパイピングシステムズのPROGEF配管システムおよび自動化ソリューションとの統合が不可欠となります。

当社のポリプロピレン配管ソリューションPROGEFは、高品質で腐食に強いプラスチックパイプ、フィッティング、バルブで信頼性の高いガスおよび液体の輸送を保証します。当社は先進的なセンサーを提供しています:導電率センサーは水の純度を維持し、マグメーターは水素および酸素の流量を測定し、温度センサーは運転温度を制御します。効率と長寿命を保証します。

よくある質問

PEM燃料電池は内燃機関やバッテリーに比べてどれほど効率的ですか?

PEM(プロトン交換膜)燃料電池は、従来の内燃機関や一部のバッテリー技術に対して優れた効率性が特徴です。以下は簡単な比較です: 

  • PEM燃料電池:これらは40-60%の効率を達成し、コージェネレーションシステムで廃熱が利用されると、約85%まで上昇することがあります。これらは、より長い範囲と短い給油時間を必要とするアプリケーションに非常に適しています。
  • 内燃機関:一般的に、これらは熱損失のために25-30%の効率しか達成できず、効率性が低く、より多くの汚染をもたらします。
  • バッテリー:リチウムイオンのバリエーションは最大90%の効率を示し、鉛酸タイプは約50%でPEM燃料電池に一致します。バッテリーはエネルギー変換と貯蔵に優れており、再充電時間は遅いですが、PEM燃料電池は効率、迅速な給油、およびエネルギー密度の組み合わせで優れているため、迅速な給油と延長範囲が必要な輸送や発電に最適です。

GFパイピングシステムズは、先進的なポリプロピレン配管システムを通じて、PEM燃料電池の効率性と信頼性を高めています。 

*米国エネルギー省:燃料電池技術オフィスの燃料電池ファクトシート(energy.gov)水素および燃料電池技術オフィス | エネルギー省。

PEM燃料電池の必須機器は何ですか?そして、どのメディアが配管システムを通じて輸送される必要がありますか?

PEM(プロトン交換膜)燃料電池システムは、水素と酸素を電気に変換するために協力して働くいくつかの重要なコンポーネントで構成されています。主要なコンポーネントは以下の通りです:

  • 膜電極アセンブリ(MEA):電気化学反応が発生するコア。
  • バイポーラプレート:MEAsにガスを分配し、生成された電流を集めます。
  • ガス拡散層(GDL):MEAへの均一なガス分布を確保します。
  • 冷却システム:最適な性能を維持するために熱を管理します。

メディア供給 

  • 酸素供給:通常、空気から供給されます。
    条件:周囲圧力および温度で供給されます。
    濃度:空気中の約21%で、操作に十分です。
  • 水素供給:
    圧力:通常は1.5〜3 barの範囲です。
    温度:約20-30°C。
    純度:99.99%以上の濃度が必要とされ、汚染を防ぎ、効率的な運転を確保します。

GFパイピングシステムズの先進的なポリプロピレン配管システム(PROGEFスタンダードおよびPROGEFプラス)は、これらの厳しい要件を満たすように設計されており、水素と酸素の安全で効率的な配送を保証します。 

* Mo, S., Du, L., Huang, Z. et al. PEM燃料電池の最近の進展:主要材料から膜電極アセンブリまで。Electrochem. Energy Rev. 6, 28 (2023).doi.org/10.1007/s41918-023-00190-w.

PEM燃料電池の商業化の進行状況はどうですか?水素はどのフォーマットで燃料電池に供給されますか?

PEM燃料電池の商業化は着実に進んでおり、輸送、定置型発電、携帯型電源への応用が見られます。水素は通常、350から700 barの高圧シリンダーで供給されます。GFパイピングシステムズは、ガスバリア特性を確保し、高圧に耐えるために内ライナーを持つ複合材料で作られたIV型タンクのためのコンポーネントを提供することで、このインフラを支援しています。私たちの製品は、水素の安全で信頼性のある貯蔵と輸送を確保し、PEM燃料電池の普及を促進します。

IV型容器用の内ライナーコンポーネントの提供については、当社の水素使用ページをチェックしてください。

PEM燃料電池でのメディアの最適供給を監視するために必要な流量計、圧力センサー、温度センサーなどのモニタリングシステムはどのようなものですか?GFパイピングシステムズはどのようにサポートしていますか?

PEM燃料電池のモニタリングシステムでは、効率的な性能と安全性を確保するために、正確な流量計、圧力センサー、および温度センサーが必要です。これらの機器は、水素、酸素、冷却剤の供給を監視し、正しい流量、圧力、および温度で供給されることを保証します。当社は、正確で信頼性の高い測定のために設計されたセンサーおよびモニタリング機器の包括的なラインを提供しています。私たちのソリューションは、PEM燃料電池システムの適切な運用を維持し、効率、安全性、長寿命を向上させます。

詳細については、測定と制御の製品ポートフォリオにアクセスしてください:

私たちは、初期計画および材料選択から高品質コンポーネントの納品および設置に至るまで、特化したソリューションを用いて水素経済をサポートすることに専念しています。私たちの専門知識により、PEM燃料電池システムが最高の性能と信頼性で運転できるようになります。

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