Protonenuitwisselingsmembraan (PEM) brandstofcelsysteem

PEM ( protonuitwisselingsmembraan) brandstofcellen worden geprezen om hun superieure efficiëntie ten opzichte van traditionele verbrandingsmotoren en sommige batterijtechnologieën. Hier volgt een snelle vergelijking:

• PEM brandstofcellen: Deze bereiken rendementen van 40-60%, die kunnen worden verhoogd tot ongeveer 85% wanneer afvalwarmte wordt gebruikt in warmtekrachtkoppelingssystemen. Ze bieden snellere mogelijkheden voor herladen en een hogere energiedichtheid, waardoor ze zeer geschikt zijn voor toepassingen die een groter bereik en kortere laadtijden vereisen*.
• Verbrandingsmotoren: Over het algemeen halen deze slechts 25-30% rendement door warmteverlies, waardoor ze minder efficiënt zijn en meer vervuilen.*
  
• Batterijen: Lithium-ion varianten hebben een efficiëntie tot 90%, terwijl varianten met loodzuur ongeveer 50% overeenkomen met PEM-brandstofcellen. Accu's blinken uit in energieomzetting en -opslag ondanks de langzamere oplaadtijd. PEM-brandstofcellen blinken uit door een combinatie van efficiëntie, snel opladen en energiedichtheid, waardoor ze ideaal zijn voor transport en energieopwekking waar snel opladen en een groter bereik essentieel zijn.

GF Piping Systems verbetert de efficiëntie en betrouwbaarheid van PEM-brandstofcellen met zijn geavanceerde kunststof leidingsystemen. 

*U.S: Department of ENERGY: Brandstofceltechnologieën kantoor Brandstofcel Feitenblad (energy.gov) Waterstof en Brandstofceltechnologieën kantoor | Ministerie van Energie.

Een PEM (Proton Exchange Membrane) brandstofcelsysteem bestaat uit verschillende kritieke componenten die samenwerken om waterstof en zuurstof om te zetten in elektriciteit. De belangrijkste componenten zijn:

• Membrane Electrode Assembly (MEA): De kern waar de elektrochemische reacties plaatsvinden.
• Bipolaire Platen: Verdelen de gassen over de MEA en verzamelen de opgewekte stroom.
• Gasdiffusielagen (GDL): Zorgen voor een gelijkmatige gasverdeling naar de MEA.
• Koelsystemen: Beheren de warmte om optimale prestaties te handhaven.

Media aanvoer 

• Zuurstofaanvoer: Meestal uit de lucht.
  Voorwaarden: Aangevoerd bij atmosferische druk en temperatuur.
  Concentratie: Ongeveer 21% in de lucht, voldoende voor werking.
• Waterstofaanvoer:
  Druk: Typisch van 1,5 tot 3 bar.
  Temperatuur: Ongeveer 20-30°C.
  Zuiverheid: Concentraties vaak hoger dan 99,99% om verontreiniging te voorkomen en een efficiënte werking te garanderen. *

De geavanceerde kunststof leidingsystemen van GF Piping Systems (PROGEF Standaard en PROGEF Plus) zijn zorgvuldig ontworpen om aan deze strenge eisen te voldoen, waardoor de veilige en efficiënte levering van waterstof en zuurstof wordt gewaarborgd. 

* Mo, S., Du, L., Huang, Z. et al. Recente Vooruitgangen in PEM-brandstofcellen: Van Sleutelmaterialen tot Membrane Electrode Assembly. Electrochem. Energie Rev. 6, 28 (2023).doi.org/10.1007/s41918-023-00190-w.

De commercialisering van PEM-brandstofcellen vordert gestaag, met toepassingen in transport, stationaire energieopwekking en draagbare energie. Waterstof wordt gewoonlijk geleverd in hogedrukcilinders, meestal met een druk van 350 tot 700 bar. GF Piping Systems ondersteunt deze infrastructuur door onderdelen te leveren voor type IV tanks, die zijn gemaakt van composietmaterialen met een binnenvoering om gasbarrière-eigenschappen te garanderen en hoge druk te weerstaan. Onze producten zorgen voor een veilige en betrouwbare opslag en transport van waterstof, waardoor een bredere toepassing van PEM-brandstofcellen mogelijk wordt.

Bekijk ons aanbod aan innerlinercomponenten voor type IV tanks gemaakt van PA- of PE-kwaliteiten op onze waterstofoverzichtspagina.

Monitoring systemen in PEM-brandstofcellen vereisen precieze doorstroommeters, druksensoren en temperatuursensoren om optimale prestaties en veiligheid te waarborgen. Deze instrumenten monitoren de geleiding van waterstof, zuurstof en koelmiddel, zorgend dat ze worden geleverd bij de juiste doorstroomsnelheden, drukken en temperaturen. We bieden een uitgebreid assortiment aan sensoren en meet- en regelapparatuur die zijn ontworpen voor nauwkeurige en betrouwbare metingen. Onze oplossingen helpen bij het handhaven van de juiste werking van PEM-brandstofcelsystemen, waardoor de efficiëntie, veiligheid en levensduur wordt verbeterd.

Voor meer informatie, raadpleeg onze productportfolio voor meting en controle:

• Doorstroommeters
• Temperatuursensoren
• Druksensoren
  
• Geleidbaarheid/weerstand
• Transmitter- en regelaars 

We zijn toegewijd aan het ondersteunen van de waterstofeconomie met gespecialiseerde oplossingen, van de ontwerpfase en materiaalkeuze tot de levering en installatie van hoogwaardige componenten. Onze expertise zorgt ervoor dat uw PEM-brandstofcelsystemen optimaal presteren en betrouwbaar zijn.