पेम इलेक्ट्रोलिसिस प्रणाली

● इसमें इलेक्ट्रोलाइट्स के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। इसका मतलब है कि शुद्ध पानी का उपयोग किया जा सकता है, जो एक महत्वपूर्ण लाभ है।

पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस वर्तमान घनत्व की एक सीमा पर काम कर सकता है। आमतौर पर, पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस सिस्टम में वर्तमान घनत्व पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़र के विशिष्ट डिजाइन और परिचालन स्थितियों के आधार पर न्यूनतम 0.2 ए/सेमी² से लेकर 2 ए/सेमी² या अधिक तक भिन्न हो सकता है। क्षमता (वर्तमान घनत्व) इलेक्ट्रोलाइज़र के आकार को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है और इसलिए पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस आम तौर पर दबावयुक्त क्षारीय जल इलेक्ट्रोलिसिस की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट पदचिह्न प्रदान करता है, जो इसे उन अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद बनाता है जहां अंतरिक्ष दक्षता एक महत्वपूर्ण विचार है।

● एक और बड़ा लाभ पीईएम की सेकंड के भीतर परिवर्तनीय शक्ति स्तरों को तेजी से अनुकूलित करने की क्षमता भी है।
100 एमवी/वर्ष से कम संभावित वोल्टेज गिरावट दर को बनाए रखना पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस सिस्टम के लिए एक सामान्य लक्ष्य है। हालाँकि, यह पहचानना आवश्यक है कि वास्तविक गिरावट दर परिचालन कारकों और रखरखाव प्रथाओं के आधार पर भिन्न हो सकती है। इलेक्ट्रोलाइज़र का निर्माण और गुणवत्ता, जो मूल निर्माता द्वारा निर्धारित की जाती है, गिरावट दर को प्रभावित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसलिए, अपेक्षित गिरावट दर और अनुशंसित रखरखाव प्रक्रियाओं पर विशिष्ट जानकारी के लिए अपने इलेक्ट्रोलाइज़र निर्माता से परामर्श करना उचित है।

● PEM एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली है। झिल्ली के दोनों किनारे बड़े दबाव अंतर का सामना कर सकते हैं, और हाइड्रोजन आयनों पर केवल यूनिडायरेक्शनल चालन प्रभाव पड़ता है। यह क्रॉस-गैसिंग से बचने के लिए सीधे प्रतिक्रियाशील हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को अलग कर सकता है, और इसमें अच्छी सुरक्षा है। , उत्पाद गैस में उच्च शुद्धता होती है। क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस के लिए, एक तरल इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का उपयोग किया जाता है, और छिद्रपूर्ण एस्बेस्टस कपड़ा संसेचन द्वारा एक डायाफ्राम बन जाता है। इसलिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि एनोड और कैथोड प्रतिक्रिया कक्षों में कोई वायु रिसाव न हो और सुरक्षा दुर्घटनाओं से बचा जाए, एक सख्त दबाव अंतर नियंत्रण प्रणाली स्थापित की जानी चाहिए।

● पीईएम इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली 200μm से कम हो सकती है, इलेक्ट्रोड रिक्ति छोटी है, यह कार्यशील वोल्टेज और ऊर्जा खपत को कम कर सकती है, और इलेक्ट्रोलाइटिक सेल की संरचना को अधिक कॉम्पैक्ट बना सकती है।

● पानी एक अभिकारक और शीतलन माध्यम दोनों है, जो शीतलन प्रणाली की आवश्यकता को समाप्त करता है और उपकरण की मात्रा और वजन को कम करता है। क्योंकि पीईएम इलेक्ट्रोलाइटिक सेल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में शुद्ध पानी का उपयोग करता है, टैंक बॉडी में इलेक्ट्रोलाइट के क्षरण से बचा जाता है, प्रतिक्रिया उत्पाद में क्षार धुंध नहीं होती है, और गैस की शुद्धता अधिक होती है।

क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र सबसे किफायती विकल्प की तरह लग सकते हैं - आखिरकार, क्षारीय पीईएम की तुलना में दशकों से अधिक समय से मौजूद है। हालाँकि, PEM प्रौद्योगिकी में प्रगति ने इसकी लागत को बदल दिया है।

दोनों प्रकार के इलेक्ट्रोलाइज़र के विश्लेषण से पता चलता है कि क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र की स्टैक लागत पीईएम से कम है। लेकिन जब सिस्टम का आकार बढ़ने पर संयंत्र के संतुलन (बीओपी) की जटिलता और लागत की बात आती है, तो फ्रौनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स आईएसई के अनुसार, पीईएम कम होता है। वास्तव में, पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़र के स्वामित्व की कुल लागत क्षारीय से कम है, पूर्वानुमानकर्ताओं का अनुमान है कि पीईएम सेवा लागत क्षारीय की एक तिहाई है।

इलेक्ट्रोलाइज़र को स्केल करते समय, PEM के पास संयंत्र अर्थशास्त्र के संतुलन में महत्वपूर्ण लागत लाभ होते हैं। प्रति किलोवाट के आधार पर, क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र से जुड़ा पूंजीगत व्यय सिस्टम स्केल के रूप में काफी बढ़ जाता है। पीईएम के साथ, 10 मेगावाट से ऊपर की बड़ी प्रणालियों में अग्रिम लागत को कम करने के लिए बीओपी को सुव्यवस्थित करने के विकल्प मौजूद हैं।

आउटपुट दबाव पर विचार करते समय, मानक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र 1 से 10 बार के कम दबाव पर आउटपुट देते हैं, जो लगभग परिवेशीय दबाव है। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, परिवहन, भंडारण या उपभोग के लिए हाइड्रोजन को और अधिक संपीड़ित किया जाना चाहिए। दूसरी ओर, पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़र का आउटपुट 40 बार होता है - जो कि एक सामान्य क्षारीय प्रणाली का 4 से 40 गुना है।

स्टैक में इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया द्वारा दबाव उत्पन्न होता है, जिसका अर्थ है कि पीईएम इसे 40 बार तक लाने के लिए पहले चरण के संपीड़न से बचता है, और कंप्रेसर ऑपरेशन से जुड़ी ऊर्जा लागत को बायपास करता है।

क्षारीय कास्टिक इलेक्ट्रोलाइट समाधान भी इसकी भारी कीमत को बढ़ा सकता है। उदाहरण के लिए, 10 से 20-वर्षीय परियोजना का अर्थ है पंप और वाल्व जैसे भागों को बदलने या हाइड्रोजन या ऑक्सीजन धाराओं से पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड को हटाने की दीर्घकालिक आवश्यकता। क्षारीय प्रणालियों में अत्यधिक संक्षारक पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के लिए 3.5 टन प्रति मेगावाट की आवश्यकता के लिए आमतौर पर महत्वपूर्ण स्थान की आवश्यकता होती है - अक्सर समान आउटपुट के लिए पीईएम प्रणाली की जगह से दो से तीन गुना अधिक होती है। अंतरिक्ष में किसी भी नुकसान से राजस्व में हानि हो सकती है।