Protonbytesmembran (PEM) elektrolyser

GF Piping Systems rörsystem är designade för att stödja effektiv drift av Protonbytesmembran (PEM) elektrolyser genom:

• Kemisk Resistens: Plaströren är mycket motståndskraftiga mot de korrosiva effekterna av sura eller basiska miljöer där PEM elektrolyser fungerar.
• Renhetsbevarande: De förhindrar kontaminering av det ultrarena vatten som används i PEM elektrolyser, vilket säkerställer konsekvent prestanda och skyddar integriteten hos elektrolyserna.
• Flexibilitet och Hållbarhet: Plaströr som är tillverkade av polypropen (PP) eller Polyvinylidenfluorid (PVDF), är lätta, flexibla och hållbara vilket underlättar installation och långsiktig tillförlitlighet vid hantering av det högrena vattnet och gaserna involverade i elektrolysprocessen.
• Minskad Kontaminationsrisk: Rörens släta insidor hjälper till att minimera risken för partiklar eller kemisk kontaminering som kan påverka prestandan hos PEM elektrolyser.

Genom att leverera tillförlitliga, korrosionsbeständiga och kemiskt kompatibla rörlösningar, förbättrar GF Piping Systems plaströr effektiviteten och livslängden hos PEM elektrolyser.

Protonbytesmembran (PEM) elektrolyser utgör en avancerad apparatur för produktion av väte genom vattenelektrolys. I denna metod separeras vatten (H2O) i väte (H2) och syre (O2) med tillämpning av elektricitet. Den utmärkande egenskapen hos PEM elektrolyser ligger i dess användning av en solid polymer elektrolyt, eller Protonbytesmembranet, som underlättar ledningen av protoner (positivt laddade vätejoner) från anoden till katoden, samtidigt som elektronflödet blockeras. Denna process genererar ren vätgas vid katoden och syrgas vid anoden.

Det är särskilt lämpligt för applikationer som kräver produktion av rent väte, särskilt inom bränsleceller för energilagring, transport och industriellt utnyttjande.

Prestanda och livslängd för Protonbytesmembran (PEM) elektrolyser hänger på kvaliteten på det vatten som matas in. Höga nivåer av Totalt Organiskt Kol (TOC*) kan kompromissa katalysatorerna och membranet, vilket potentiellt minskar den operativa livslängden och därmed kostnaden för väte.

Det är avgörande att prioritera användningen av högkvalitativa material som PP-H och implementera avancerade reningsmetoder för att minimera risken för föroreningar. Höga TOC* nivåer i vattentillförseln kan resultera i bildande av oönskade biprodukter under elektrolysprocessen. Dessa biprodukter kan bidra till materialnedbrytning och en minskning av den operativa effektiviteten. 1

Därför är det viktigt att välja material med motståndskraft mot kemisk nedbrytning och läckage för att skydda integriteten hos elektrolyserna.

1. Hans Becker et al. (Översiktsartikel) Sustainable Energy Fuels, 2023, 7, 1565-1603. DOI: 10.1039/D2SE01517J, Påverkan av föroreningar på vattenelektrolys: en översikt - Sustainable Energy & Fuels (RSC Publishing) DOI:10.1039/D2SE01517J

*Definition av TOC: Totalt Organiskt Kol (TOC) mäter mängden organiskt kol som finns i vatten, vilket representerar den totala koncentrationen av organiska molekyler som potentiellt kan förorena systemet. Det är en kritisk parameter för att bedöma renheten hos vattnet, särskilt i tillämpningar som PEM elektrolys, där föroreningar kan ha betydande inverkan på systemets effektivitet och livslängd.

Vattenrening kan vara en betydande kostnadsfaktor i produktionen av grön väte. Till exempel kan avjonisering av vattenrening utgöra upp till 22 % av den totala balansen av anläggnings (BoP) kostnaden för ett 1 MW PEM WE-system. Denna kostnad förblir relativt stabil oavsett systemstorlek eller produktionshastighet, vilket gör den viktig för att skala väteproduktionen. Vattenrenhet är avgörande för elektrolyser, eftersom föroreningar nedbryter membranet och katalysatorn i PEM elektrolyser, vilket minskar effektiviteten och ökar kostnaderna, vilket i slutändan förkortar stackens livslängd. 1

OEM-tillverkare står inför utmaningar som att säkerställa konsekvent vattenrenhet, hantera kostnaden för vattenreningssystem och mildra effekten av föroreningar på elektrolyserns prestanda och livslängd. Dessa utmaningar kräver robusta vattenreningstekniker och material som kan upprätthålla höga renhetsnivåer.

Polymerer såsom Polypropylen Homopolymer (PP-H) och Polyvinylidenfluorid (PVDF) används för ultraprent vatten eftersom de är mycket resistenta mot korrosion. De läcker inte föroreningar i vattnet, vilket säkerställer att vattnets renhet förblir hög. Dessutom är de hållbara och kan motstå de tuffa förhållandena inom elektrolyser-systemet.

1. Hans Becker et al. (Översiktsartikel) Sustainable Energy Fuels, 2023, 7, 1565-1603. DOI: 10.1039/D2SE01517J, Påverkan av föroreningar på vattenelektrolys: en översikt - Sustainable Energy & Fuels (RSC Publishing) DOI:10.1039/D2SE01517J
(gratis åtkomst)