PEMWE ve MEM Tech Yeşil Hidrojen Verimliliğini Artırıyor

Küresel enerji geçişinin temel taşı olan yeşil hidrojen, endüstrileri karbonsuzlaştırmaya çalışan uluslar tarafından benzeri görülmemiş bir ilgi görüyor. Bu devrimin kalbinde proton değişim membranı su elektrolizi (PEMWE) , yüksek akım yoğunluğu ve hızlı tepki yetenekleri ile değer verilen bir teknoloji yatıyor. Ancak bu sistem tam olarak nasıl emisyonsuz hidrojen üretiyor ve membran elektrot düzeneğini (MEA) bu kadar kritik yapan nedir?

PEMWE, zarif bir elektrokimyasal süreçle çalışır. Doğru akım uygulandığında, su molekülleri anotta oksijen, proton ve elektronlara ayrılır. Protonlar, özel bir polimer membrandan katoda göç eder ve burada elektronlarla birleşerek hidrojen gazı oluşturur. Bu yöntem, olağanüstü saflık seviyeleri (99.999% hidrojen) sera gazı yan ürünleri olmadan elde eder.

MEA, PEM elektrolizörlerinin işlevsel çekirdeği olarak hizmet eder ve üç hassas mühendislik katmanından oluşur:

1. Anot Katalizör Katmanı: Oksijen evrimi reaksiyonunu (OER) optimize etmek için iridyum veya rutenyum oksitlerle tasarlanmıştır, bu bileşen oldukça aşındırıcı asidik ortamlara dayanmalıdır.
2. Proton Değişim Membranı: Tipik olarak perflorosülfonik asit polimerlerinden yapılmış, bu ince ancak dayanıklı bariyer, gaz geçişini önlerken proton iletimini kolaylaştırır.
3. Katot Katalizör Katmanı: Burada platin grubu metaller, verimli hidrojen evrimi reaksiyonunu (HER) sağlar ve gelişmiş tasarımlar artık değerli metal yükünü azaltmak için nanoyapılı malzemeler içerir.

Son gelişmeler, MEA dayanıklılığını ve verimliliğini artırmaya odaklanmaktadır. Araştırmacılar şunları geliştiriyor:

• Değerli olmayan metal katalizörler malzeme maliyetlerini düşürmek için
• Takviyeli membranlar daha uzun operasyonel ömürler için seramik katkı maddeleri ile
• 3D baskılı gözenekli taşıma katmanları gaz kabarcığı gidermeyi iyileştirmek için

Bu yenilikler topluca, yeşil hidrojen üretim maliyetlerini yaygın endüstriyel kabul için hayati öneme sahip kabul edilen 2$/kg'nin altına düşürmeyi amaçlamaktadır. PEMWE sistemleri megawatt'tan gigawatt kapasitesine ölçeklendikçe, yenilenebilir enerji depolama ve azaltılması zor sektörlerin karbonsuzlaştırılmasını sağlama rolü giderek daha önemli hale geliyor.