Sistem Elektrolisis Pem

● Tidak memerlukan penggunaan elektrolit. Ini berarti air murni dapat digunakan dan memberikan manfaat yang signifikan.

Elektrolisis PEM dapat beroperasi pada rentang kepadatan arus. Biasanya, rapat arus dalam sistem elektrolisis PEM dapat bervariasi mulai dari 0,2 A/cm² hingga 2 A/cm² atau lebih, bergantung pada desain spesifik dan kondisi pengoperasian elektroliser PEM. Kapasitas (kerapatan arus) secara signifikan mempengaruhi ukuran elektroliser dan oleh karena itu elektrolisis PEM umumnya menawarkan penggunaan yang lebih ringkas dibandingkan dengan elektrolisis air alkali bertekanan, sehingga menguntungkan untuk aplikasi yang mengutamakan efisiensi ruang.

● Manfaat besar lainnya adalah kemampuan PEM untuk beradaptasi dengan cepat terhadap tingkat daya yang bervariasi dalam hitungan detik.
Mempertahankan laju degradasi tegangan potensial berlebih di bawah 100 mV/tahun adalah target umum sistem elektrolisis PEM. Namun, penting untuk menyadari bahwa tingkat degradasi sebenarnya dapat bervariasi tergantung pada faktor operasional dan praktik pemeliharaan. Konstruksi dan kualitas elektroliser, yang ditentukan oleh pabrikan aslinya, memainkan peran penting dalam mempengaruhi laju degradasi. Oleh karena itu, disarankan untuk berkonsultasi dengan produsen elektroliser Anda untuk informasi spesifik mengenai tingkat degradasi yang diharapkan dan prosedur perawatan yang disarankan.

● PEM adalah membran elektrolit polimer padat. Kedua sisi membran dapat menahan perbedaan tekanan yang besar, dan hanya mempunyai efek konduksi searah pada ion hidrogen. Ini dapat secara langsung memisahkan hidrogen dan oksigen reaktan untuk menghindari pembentukan gas silang, dan memiliki keamanan yang baik. , Gas produk memiliki kemurnian tinggi. Untuk elektrolisis basa, sel elektrolitik cair digunakan, dan kain asbes berpori menjadi diafragma melalui impregnasi. Oleh karena itu, sistem kontrol perbedaan tekanan yang ketat harus dipasang untuk memastikan tidak terjadi kebocoran udara di ruang reaksi anoda dan katoda serta menghindari kecelakaan keselamatan.

● Membran elektrolit PEM bisa kurang dari 200μm, jarak elektroda kecil, dapat mengurangi tegangan kerja dan konsumsi energi, serta membuat struktur sel elektrolitik lebih kompak.

● Air merupakan reaktan sekaligus media pendingin, sehingga menghilangkan kebutuhan akan sistem pendingin dan mengurangi volume serta berat perangkat. Karena sel elektrolitik PEM menggunakan air murni sebagai elektrolitnya, maka korosi elektrolit pada badan tangki dapat dihindari, produk reaksi tidak mengandung kabut alkali, dan kemurnian gas lebih tinggi.

Elektroliser alkali mungkin tampak seperti pilihan yang paling terjangkau - lagipula, alkaline telah ada selama beberapa dekade lebih lama dibandingkan PEM. Namun, kemajuan teknologi PEM telah mengubah biayanya.

Analisis terhadap kedua jenis elektroliser menunjukkan bahwa biaya tumpukan elektroliser alkali lebih rendah daripada PEM. Namun jika menyangkut kompleksitas dan biaya keseimbangan pembangkit (BOP) seiring dengan meningkatnya ukuran sistem, PEM menjadi lebih rendah, menurut Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE). Faktanya, total biaya kepemilikan elektroliser PEM lebih rendah dibandingkan alkaline dan para peramal memperkirakan bahwa biaya layanan PEM adalah sepertiga dari alkaline.

Saat menskalakan elektroliser, PEM memiliki keunggulan biaya yang signifikan dalam keseimbangan keekonomian pabrik. Pada basis per kilowatt, belanja modal yang terkait dengan elektroliser alkaline meningkat secara signifikan seiring dengan skala sistem. Dengan PEM, terdapat opsi untuk menyederhanakan BOP guna meminimalkan biaya di muka pada sistem yang lebih besar di atas 10 megawatt.

Saat mempertimbangkan tekanan keluaran, elektroliser alkali standar menghasilkan keluaran pada tekanan rendah 1 hingga 10 bar, yang hampir mendekati tekanan sekitar. Untuk sebagian besar aplikasi, hidrogen harus dikompresi lebih lanjut untuk transportasi, penyimpanan, atau konsumsi. Di sisi lain, elektroliser PEM memiliki keluaran 40 bar - yaitu 4 hingga 40 kali lipat dari sistem basa pada umumnya.

Tekanan dihasilkan oleh proses elektrokimia dalam tumpukan, yang berarti PEM menghindari kompresi tahap pertama hingga mencapai 40 bar, dan mengabaikan biaya energi yang terkait dengan pengoperasian kompresor.

Larutan elektrolit kaustik alkali juga dapat menaikkan harga yang lumayan mahal. Misalnya, proyek 10 hingga 20-tahun berarti kebutuhan jangka panjang untuk mengganti komponen seperti pompa dan katup, atau menghilangkan kalium hidroksida dari aliran hidrogen atau oksigen. Kebutuhan 3,5 ton per megawatt untuk kalium hidroksida yang sangat korosif dalam sistem alkali biasanya membutuhkan ruang yang signifikan – seringkali dua hingga tiga kali lipat ruang sistem PEM untuk keluaran serupa. Hilangnya ruang dapat menyebabkan hilangnya pendapatan.