PEMWE- en MEM-technologie stimuleren de efficiëntie van groene waterstof

Groene waterstof, een hoeksteen van de wereldwijde energietransitie, wint ongekende aandacht naarmate landen streven naar koolstofvrije industrieën.protonenwisselingsmembraanwater elektrolyse (PEMWE)Maar hoe produceert dit systeem emissievrije waterstof?en wat maakt de membraanelektrode assemblage (MEA) zo cruciaal?

PEMWE werkt door middel van een elegante elektrochemische methode waarbij watermoleculen bij de anode worden gesplitst in zuurstof, protonen en elektronen.De protonen migreren door een gespecialiseerd polymeer membraan naar de kathodeDeze methode bereikt de volgende resultaten:uitzonderlijke zuiverheidsniveaus(99,999% waterstof) zonder broeikasgasbijproducten.

De MEA dient als de functionele kern van PEM-electrolysers, bestaande uit drie precisie-ontworpen lagen:

1. Anodekatalysatorlaag:Dit onderdeel, dat is ontworpen met iridium- of rutheniumoxiden om de zuurstof-evolutiereactie (OER) te optimaliseren, moet bestand zijn tegen zeer corrosieve zure omgevingen.
2. Protonenwisselingsmembraan:Deze dunne, maar duurzame barrière is meestal gemaakt van perfluorosulfonzuurpolymeren en vergemakkelijkt de geleiding van protonen en voorkomt tegelijkertijd gascrossover.
3. Katodekatalysatorlaag:Metalen van de platinumgroep maken hier een efficiënte waterstof-evolutiereactie (HER) mogelijk, waarbij geavanceerde ontwerpen nu nanostructured materialen bevatten om de lading van edelmetaal te verminderen.

Recente ontwikkelingen richten zich op het verbeteren van de duurzaamheid en efficiëntie van MEA.

• Katalysatoren voor niet-edelmetalenom de materiaalkosten te verlagen
• Versterkte membranenmet keramische toevoegingsmiddelen voor langere levensduur
• 3D-geprinte poreuze transportlagenom het verwijderen van gasbelletjes te verbeteren

Deze innovaties hebben als doel gezamenlijk de productiekosten voor groene waterstof onder de $2/kg te brengen - een drempel die van vitaal belang wordt geacht voor een brede industriële toepassing.Als PEMWE-systemen van megawatt naar gigawatt capaciteit schalen, wordt hun rol bij het mogelijk maken van opslag van hernieuwbare energie en de moeilijk te verminderen sector decarbonisatie steeds belangrijker.