PEM (양자 교환막) 전해조는 양자 교환막 및 고체 폴리머 전해질을 사용하여 효율적으로 물을 수소와 산소로 분해합니다. 전류가 가해지면 수소 양성자가 막을 통과하여 음극 쪽에 수소 가스를 형성합니다. PEM 전기분해의 온도 범위는 일반적으로 50°C에서 80°C까지이며, 작동 압력은 대기 압력에서 최대 30 bar까지입니다.
PEM 전기분해 시스템의 효율성과 수명은 입력 물의 품질에 크게 의존합니다. 고순도 물은 막의 오염을 방지하고 최적의 성능을 보장하는 데 필수적입니다. 프로필렌 PP-H는 이러한 시스템에서 이상적인 재료로, 뛰어난 화학적 저항성과 기계적 강도를 제공하며 PEM 전기분해의 특정 온도 및 압력 조건에서 무결성을 유지합니다. 물의 순도를 보장하는 것은 전해조의 효율성과 긴 수명을 극대화하는 데 도움이 되며, 이는 수소 생산의 전반적인 효과성을 위한 중요한 요소입니다.
GF 배관 시스템의 폴리머 배관 시스템은 다음을 통해 양자 교환막 (PEM) 전해조의 효율적인 작동을 지원하도록 설계되었습니다:
신뢰할 수 있고 부식 저항이 있는 화학적으로 호환 가능한 배관 솔루션을 제공함으로써 GF 배관 시스템의 폴리머 파이프는 PEM 전해조의 효율성과 긴 수명을 향상시킵니다.
양자 교환막 (PEM) 전해조는 물 전기분해 과정을 통해 수소를 생성하도록 설계된 고급 장치입니다. 이 방법에서 물 (H2O)은 전기를 적용하여 수소 (H2)와 산소 (O2)로 분리됩니다. PEM 전해조의 독특한 특징은 고체 폴리머 전해질 또는 양자 교환막을 사용하여 양극에서 음극으로 양성자 (양전하의 수소 이온)의 전도를 촉진하지만 전자 흐름을 차단합니다. 이 과정은 음극에서 순수 수소 가스를 생성하고 양극에서 산소 가스를 생성합니다.
이 장치는 특히 에너지 저장, 운송 및 산업 활용을 위한 연료전지 분야에서 순수 수소 생산이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다.
양자 교환막 (PEM) 전해조의 성능과 수명은 공급되는 물의 품질에 달려 있습니다. 총 유기 탄소 (TOC*) 수치가 높아지면 촉매와 막이 손상될 수 있으며, 이는 벤처 리나는 수소 생산 비용을 증가시킬 수 있습니다.
최고 품질의 재료 (예: PP-H)를 사용하고 불순물의 위험을 최소화하기 위해 고급 정수 방법을 적용하는 것이 필수적입니다. 공급되는 물의 TOC* 수치가 높아지면 전기분해 과정에서 원치 않는 부산물이 생성될 수 있습니다. 이러한 부산물은 재료 열화를 유발하고 운영 효율성을 감소시킬 수 있습니다. 1
따라서 전해조 시스템의 무결성을 보호하기 위해 화학적 열화 및 리치 효과에 저항하는 재료를 선택하는 것이 중요합니다.
*TOC 정의: 총 유기 탄소 (TOC)는 물에 존재하는 유기 탄소의 양을 측정하며, 체계 오염 가능성이 있는 유기 분자의 농도를 나타냅니다. 이는 PEM 전기분해와 같은 응용 프로그램에서 물의 순도를 평가하는 데 있어 중요한 매개변수입니다. 불순물이 시스템의 효율성과 긴 수명에 크게 영향을 미칠 수 있습니다.
물 정화는 친환경 수소 생산의 중요한 비용 요소가 될 수 있습니다. 예를 들어, 탈이온화된 물 정화는 1 MW PEM WE 시스템의 총 플랜트 균형 (BoP) 비용의 최대 22%를 차지할 수 있습니다. 이 비용은 시스템 크기나 생산 속도에 관계없이 상대적으로 안정적으로 유지되므로 수소 생산 규모를 확장하는 데 핵심 요소가 됩니다. 물의 순도는 전해조에 필수적입니다. 불순물은 PEM 전해조의 막과 촉매를 손상시켜 효율성을 저하시켜 비용을 증가시키고 궁극적으로 스택의 수명을 단축시킵니다. 1
OEM 제조업체는 일관된 물의 순도를 보장하고 물 정화 시스템의 비용을 관리하며 불순물이 전해조의 성능과 수명에 미치는 영향을 완화하는 등의 과제를 수행하고 있습니다. 이러한 도전은 높은 순도 수준을 유지할 수 있는 강력한 물 정화 기술과 재료가 필요합니다.
폴리프로필렌 호모폴리머 (PP-H) 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF)와 같은 폴리머는 방부제를 방지하기 위해 초순수 물에 사용됩니다. 그들은 물에 불순물을 방출하지 않으므로 물의 순도가 높게 유지됩니다. 또한 내구성이 뛰어나고 전해조 시스템 내의 가혹한 조건을 견딜 수 있습니다.
