PEM (Proton Exchange Membrane) vatns rafgreiningtækni fyrir vetnisframleiðslu býður upp á marga kosti, þar á meðal hár straumþéttleiki, aðlögunarhæfni að sveiflum endurnýjanlegrar orku og þétt uppbygging. Þessir eiginleikar gera það hentugur fyrir stórfellda iðnvæðingu. Hins vegar, fyrir árangursríka þróun í stórum stíl, er mikilvægt að takast á við helstu tæknilegar áskoranir heldur einnig að huga að efnahagslegum þáttum.
„Meðal- og langtímaáætlun um þróun vetnisorkuiðnaðar (2021-2035)“ í mínu landi leggur áherslu á nauðsyn þess að auka skilvirkni vetnisframleiðslu frá endurnýjanlegum orkugjöfum og auka vetnisframleiðslu á hverja einingu. Að auki eru byltingar í kjarnatækni sem tengist vetnisorkuinnviðum nauðsynleg.
„14. fimm ára áætlun“ Vísinda- og tækniráðuneytisins á landsvísu fyrir rannsóknar- og þróunaráætlun fyrir „vetnisorkutækni“ (2022) inniheldur nokkur efni sem tengjast PEM vatns rafgreiningu vetnisframleiðslu. Þessi efni ná yfir megavatta mælikvarða róteindaskipta himnu rafgreiningartækni, háþrýsti vetnis rafgreiningartæki fyrir vatnsrafgreiningu og rannsóknir og þróun á lykilkerfistækni fyrir vetnisframleiðslu með rafgreiningu á róteindaskipti himnuvatns.
Rafgreiningartækið, lykilþáttur PEM vatns rafgreiningar vetnisframleiðslukerfisins, hefur veruleg áhrif á heildarafköst. Núverandi vöruþróunarviðleitni beinist fyrst og fremst að stærð vetnisframleiðslu og kostnaði.
Sem stendur hafa aðeins fáir innlendir framleiðendur getu til að framleiða PEM rafgreiningarbúnað og enn færri geta þróað PEM vetnisframleiðslukerfi í stórum stíl. Þar af leiðandi kjósa nokkur umfangsmikil PEM vatn rafgreiningu vetnisframleiðsluverkefni búnað frá erlendum fyrirtækjum.
Sérstaklega hafa sum innlend fyrirtæki og rannsóknarstofnanir náð þróun PEM vetnisframleiðslukerfa með vetnisframleiðsluskala upp á 200Nm3/klst.
Hins vegar er innlendur PEM rafgreiningarvatnsvetnisframleiðsluiðnaður enn á fyrstu stigum markaðssetningar. Í samanburði við ríkjandi framleiðsluaðferð fyrir basískt vatnsvetni er aðaláskorunin sem PEM vetnisframleiðsla stendur frammi fyrir er kostnaðurinn.
Einn leiðtogi iðnaðarins sagði: "Öll aðfangakeðjan verður að vinna saman að því að draga úr kostnaði í framtíðinni. Til að vera samkeppnishæf þarf kostnaður við PEM rafgreiningu vatnsvetnisframleiðslu að lækka í 1.5-2 sinnum hærri en basískt vatnsvetni. framleiðslu úr grænu vetni.“
Eins og er er ófullnægjandi staðsetning á aðfangakeðju vetnisframleiðslu vatns rafgreiningar. Kjarnaþættir eins og tvískauta plötur, hvatar, róteindaskiptahimnur og gasdreifingarlög valda áskorunum vegna kostnaðartakmarkana. Þó að mörg innlend græn vetnisverkefni samþykkja PEM rafgreiningarvetnisframleiðslutækni, er fjöldi verkefna sem fylgja þessari leið enn takmarkaður.
Innan allrar PEM vatns rafgreiningar vetnisframleiðslukeðjunnar er róteindaskiptahimnan mikilvægasta hindrunin.
Samkvæmt fulltrúa iðnaðarins, ólíkt eldsneytisfrumum, eru róteindahimnurnar sem aðallega eru notaðar fyrir vatnsrafgreiningu-undirstaða vetnisframleiðslu 115 og 117 einsleitar himnur, með þykkt 150-200 míkron. Þessi þykkt er tiltölulega meiri (8-10 míkron) samanborið við róteindahimnur eldsneytisfrumu, sem leiðir til hærri bólguhraða og hugsanlegrar aflögunar við húðun. Þess vegna er sérhæfð hönnun nauðsynleg fyrir rafgreiningarvatnshimnuhúðunarbúnaðinn og ekki er hægt að nota rafskaut eldsneytisfrumuhimnu beint í þessum tilgangi.
Títtrefjar filtfráTopTiTech
