PEM（プロトン交換膜）電解装置は、プロトン交換膜と固体ポリマー電解質を利用して、水を水素と酸素に効率的に分解します。電流が印加されると、水素プロトンが膜を通過し、陰極側に水素ガスが生成されます。PEM電解の温度範囲は通常50°Cから80°Cで、動作圧力は大気圧力から30バールまでです。
PEM電気分解システムの効率と寿命は、入力水の品質に大きく依存します。高純度の水は膜の汚染を防ぐために不可欠であり、最適な性能を確保します。 ポリプロピレンPP-Hは、優れた化学的抵抗性、機械的強度、PEM電解の特定の温度および圧力条件下での Integrityを維持する能力により、これらのシステムで使用される理想的な材料です。水の入力の純度を確保することで、電解装置の効率と耐久性を最大化し、水素製造の全体的な有効性において重要な要因となります。
GF配管システムのポリマー配管システムは、次のようにプロトン交換膜（PEM）電解装置の効率的な操作をサポートするように設計されています:
GF配管システムのポリマー管は、信頼性が高く、腐食抵抗性があり、化学的に適合する配管ソリューションを提供することで、PEM電解装置の効率と耐久性を向上させます。
プロトン交換膜（PEM）電解装置は、水の電気分解による水素の生成のために設計された高度な装置です。この方法では、水（H2O）が電気の助けを借りて水素（H2）と酸素（O2）に分離されます。PEM電解装置の特徴は、固体ポリマー電解質、あるいはプロトン交換膜を使用していることで、陽極から陰極へのプロトン（正に帯電した水素イオン）の導電を可能にし、電子の流れを阻害します。このプロセスによって、陰極で純粋な水素ガスが生成され、陽極で酸素ガスが生成されます。
これは、特にエネルギー貯蔵、輸送、産業利用のための燃料電池において、純粋な水素の生成を必要とする用途に特に適しています。
プロトン交換膜（PEM）電解装置の性能と寿命は、供給された水の品質に依存します。総有機炭素（TOC*）の水準が高いと、触媒や膜が損なわれ、動作寿命が低下し、水素コストが増加する可能性があります。
PP-Hのような高品質の材料の使用と、汚染のリスクを最小限に抑えるための高度な浄水技術の実施が不可欠です。水源のTOC*が高いと、電気分解プロセス中に望ましくない副生成物が生成されることがあります。これらの副生成物は、材料の劣化や操作効率の低下に寄与する可能性があります。1
したがって、電解装置システムのIntegrityを保護するためには、化学的分解や浸出に対する抵抗力を持つ材料を選択することが重要です。
*TOCの定義：総有機炭素（TOC）は、水中の有機炭素量を測定し、システムを汚染する可能性のある有機分子の総濃度を表します。これは、特にPEM電解の用途において水の純度を評価する際に重要なパラメータです。汚染物質がシステムの効率と耐久性に大きな影響を与えます。
水の浄化は、グリーン水素の生産において重要なコスト要因となる可能性があります。たとえば、脱イオン水の浄化は、1 MW PEM WEシステムのプラント全体（BoP）コストの最大22％を占めることがあります。このコストは、システムの大きさや生産レートに関係なく比較的一定であり、水素生産のスケーリングにおいて重要です。水の純度は、電解装置にとって必須であり、不純物が膜や触媒を劣化させ、効率を低下させ、コストを増加させ、最終的にはスタックの寿命を短くします。1
OEM製造業者は、一貫した水の純度を確保し、水浄化システムのコストを管理し、不純物が電解装置の性能や寿命に与える影響を軽減するという課題に直面しています。これらの課題には、高純度レベルを維持できる強固な水浄化技術と材料が必要です。
ポリプロピレンホモポリマー（PP-H）やポリビニリデンフルオリド（PVDF）などのポリマーは、超純水に使用されます。これらは腐食に非常に耐性があり、水に不純物を浸出しないため、水の純度が高く保たれます。さらに、耐久性があり、電解装置内の過酷な条件に耐えることができます。
