Proton Exchange Membrane Electrolyser (PEM)

GF Piping Systems’ polymer rørsystemer er designet for å støtte effektiv drift av Protonbytte-membran (PEM) elektrolysere gjennom:

• Kjemisk motstand: Polymerrørene er svært motstandsdyktige mot de korrosive effektene av de sure eller basiske miljøer der PEM elektrolysere opererer.
• Opprettholdelse av renhet: De forhindrer forurensning av det ultrapure vannet som brukes i PEM elektrolysere, og sikrer konsekvent ytelse og beskytter elektrolyserens integritet.
• Fleksibilitet og holdbarhet: Polymerrør, som de laget av polypropylen (PP) eller Polyvinylidenfluorid (PVDF), er lette, fleksible og holdbare, noe som letter installasjon og langsiktig pålitelighet i håndtering av høyrenset vann og gasser involvert i elektrolyseprosessen.
• Redusert forurensningsrisiko: Deres glatte indre overflater bidrar til å minimere risikoen for partikkelforurensning eller kjemisk forurensning som kan påvirke ytelsen til PEM elektrolyseren.

Ved å tilby pålitelige, korrosjonsresistente og kjemisk kompatible rørløsninger forbedrer GF Piping Systems’ polymerrør effektiviteten og levetiden til PEM elektrolysere.

Ytelsen og levetiden til PEM elektrolysere er avhengig av kvaliteten på vannet som mates inn. Høye nivåer av Total Organic Carbon (TOC*) kan kompromittere katalysatorene og membranen, noe som kan redusere den operative levetiden og dermed øke kostnadene for hydrogen.

Det er avgjørende å prioritere bruken av materialer av topp kvalitet, som PP-H,  og implementere avanserte renseteknikker for å minimere risikoen for urenheter. Høye TOC*-nivåer i vannforsyningen kan føre til dannelse av uønskede biprodukter under elektrolyseprosessen. Disse biproduktene kan bidra til materialnedbrytning og redusere operasjonell effektivitet. 1

Derfor er det viktig å velge materialer med motstand mot kjemisk nedbrytning og leaching for å beskytte integriteten til elektrolysesystemet.

1. Hans Becker et al. (Review Article) Sustainable Energy Fuels, 2023, 7, 1565-1603. DOI: 10.1039/D2SE01517J, Effekten av urenheter på vannelektrolyse: en oversikt - Sustainable Energy & Fuels (RSC Publishing) DOI:10.1039/D2SE01517J

*Definisjon av TOC: Total Organic Carbon (TOC) måler mengden organisk karbon som er tilstede i vann, og representerer den totale konsentrasjonen av organiske molekyler som potensielt kan forurense systemet. Det er en kritisk parameter for å vurdere renheten til vannet, spesielt i applikasjoner som PEM elektrolyse, hvor urenheter kan påvirke effektiviteten og levetiden til systemet.

Vannrensing kan være en betydelig kostnadsfaktor i produksjonen av grønt hydrogen. For eksempel kan deionisert vannrensing utgjøre opptil 22 % av de totale balanseringene i anlegget (BoP) kostnadene for et 1 MW PEM WE-system. Denne kostnaden forblir relativt stabil uavhengig av systemstørrelse eller produksjonsrate, noe som gjør det kritisk for å skalere hydrogenproduksjonen. Vannrenhet er avgjørende for elektrolysere, da urenheter nedbryter membranen og katalysatoren i PEM elektrolysere, noe som reduserer effektiviteten og øker kostnadene, og til slutt forkorter stakens levetid. 1

OEM-produsenter står overfor utfordringer som å sikre konsistent vannrenhet, håndtere kostnadene ved vannrensingssystemer, og begrense virkningen av urenheter på elektrolyserens ytelse og levetid. Disse utfordringene krever robuste vannrensingsteknologier og materialer som kan opprettholde høye renhetsnivåer.

Polymerer som Polypropylen Homopolymer (PP-H) og Polyvinylidenfluorid (PVDF) brukes for ultrapure vann fordi de er svært motstandsdyktige mot korrosjon. De avgir ikke urenheter i vannet, noe som sikrer at vannrenheten forblir høy. I tillegg er de holdbare og kan tåle de tøffe forholdene i elektrolysesystemet.

1. Hans Becker et al. (Review Article) Sustainable Energy Fuels, 2023, 7, 1565-1603. DOI: 10.1039/D2SE01517J, Effekten av urenheter på vannelektrolyse: en oversikt - Sustainable Energy & Fuels (RSC Publishing) DOI:10.1039/D2SE01517J
(gratis tilgang)