Energetska efikasnost: Enapter AEM vs. PEM sistemi

U skladu sa člankom 6. stavkom 2.

AEM elektrolizori kompanija poput Enaptera rade na mnogo nižim naponskim naponima u odnosu na PEM sisteme, što smanjuje ohmske gubitke za oko 15 do 20 posto na osnovu onoga što smo nedavno vidjeli u testovima na nivou hrpe. PEM-ovi imaju prilično dobre rezultate u efikasnosti napona, negdje između 75 i 85 posto kada koriste one fantazijske katalizatore platinske grupe. Ali, ima i zamka. Budući da PEM radi u kiselom okruženju, potreban mu je sve taj skupi titanijum dijelovi kroz ravnotežu biljnih sistema, i to samo dodaje više potrošnje energije. Enapter se izbori sa ovim problemom sa svojim modularnim dizajnom koji uključuje ugrađenu konverziju energije. Ovaj pristup pomaže da se izbjegne uobičajeni gubitak energije od 8 do 12 posto koji se dešava sa standardnim PEM postavkama kada rade na manje od punog kapaciteta.

Uticaj radne temperature i pritiska na Faradajski prinos

Kada temperature porastu iznad 60 stepeni Celzijusa, PEM sistemi počinju gubiti Faradajsku efikasnost jer vodonik ima tendenciju da prelazi brže na višim temperaturama, što zaista ograničava koliko su ovi sistemi toplotno fleksibilni. S druge strane, Enapterova AEM elektrolizatorska tehnologija održava više od 98 posto strujne efikasnosti između 30 i 50 stepeni Celzijusa zahvaljujući stabilnim hidroksidnim jonima koji provode kroz sistem. To znači da mogu efikasno pratiti promjene opterećenja čak i kada se obnovljivi izvori energije mijenjaju, i nema pada performansi tokom brzih promjena temperature. Još jedna velika razlika je da PEM membrane trebaju pritisak u rasponu od 30 do 200 bara da bi sprečile te dosadne gubitke prožima. To dodaje oko 5 do 7 posto dodatne energije samo za kompresiju u poređenju sa AEM-ovim mnogo jednostavnijim uređenjem atmosferskog pritiska.

Zahtjevi održavanja i operativna pouzdanost

Degradacija katalizatora u kiselom (PEM) i alkalnom (AEM) okruženju

Elektrolizeri sa polimerskim elektrolitnim membranom (PEM) trebaju one elitne katalizatore plemenitih metala kao što su iridijum i platina da bi se nosili sa svojim super kislim radnim okruženjem. Nažalost, ovi metali se razgrađuju prilično brzo kroz koroziju i otruje ugljen monoksid. Prema onome što vidimo na terenu, zamena ovih katalizatora čini oko 30% ili više svih troškova održavanja u samo pet godina rada. Alkalni razmjeni membrane (AEM) sistemi rade drugačije. Oni funkcionišu u alkalnim uslovima što omogućava proizvođačima da koriste jeftinije katalizatore na bazi nikla koji traju mnogo duže. Stopa degradacije je oko 40% sporija u poređenju sa PEM sistemima. -Zašto? -Ne znam. Zato što je na elektrodama manje oksidativnog stresa. To znači duže razdoblje između potrebnog održavanja i manje neočekivanih isključenja. A kada postrojenja duže rade, proizvodnja vodonika postaje mnogo pouzdanija.

Osetljivost na prljavštinu, čistoća vode za uzgoj i integrisano upravljanje vodom u AEM sistemima

Protonski izmenjeni membranski (PEM) elektrolizori trebaju vodu tako čistu da meri otpornost najmanje 18 megaohm centimetara kako bi se spriječili problemi poput zamrljavanja membrane i trajno oštećenje katalizatora. To znači da treba instalirati složene višestepene sisteme deonizacije koji zapravo zauzimaju oko 15% pomoćne energije potrebne za rad. Alkalne elektrolizne membrane (AEM) mnogo bolje rešavaju umerene nivoe nečistoća, što čini postupak pretraživanja mnogo jednostavnijim od tradicionalnih metoda. Enapterovi sistemi imaju pametnu tehnologiju upravljanja vodom koja automatski prilagođava koliko je intenzivno pročišćavanje potrebno u zavisnosti od toga što sistem detektuje u ulaznoj vodi. Ova inovacija smanjuje rad na održavanju za oko 25%, posebno smanjujući učestalost zamene filtera i postupaka čišćenja membrane. Plus, način na koji alkalne membrane prirodno otporne na prljavštinu pomaže da se održi stabilna performansa tokom vremena sa vrlo malo praktične pažnje koja je potrebna od operatora.

Trajnost materijala i ukupni troškovi vlasništva za elektrolizatore AEM Enaptera

AEM tehnologija kompanije Enapter nudi bolju izdržljivost i niže troškove u poređenju sa PEM opcijama jer koristi katalizatore od nebranog metala i radi u manje surovom alkalnom okruženju. PEM sistemima treba iridijum koji danas košta oko 150 dolara po gramu. To nije samo skupo, nego je i teško dobiti jer se zalihe toliko mijenjaju. Plus, kiselosti oštećuju materijale tokom vremena. AEM se izbori sa ovim problemom prelazak na katalizatore na bazi nikla, što smanjuje troškove materijala za oko 60 posto. Razlika se vidi i u vremenskom trajanju ovih sistema. Većina PEM jedinica počinje da propada negdje između 10 do 15 godina kasnije, dok Enapter dizajnira svoje AEM elektrolizatore da rade pouzdano više od 20 godina zaredom.

Pogledajte troškove kapitala pokazuje gdje se ove tehnologije razlikuju prilično malo. PEM sistemi obično koštaju između 900 i 1.500 dolara po kilovattu, što je gotovo dvostruko više od AEM sistema u rasponu od 500 do 800 dolara po kW. Iako PEM ima malu prednost kada je u pitanju maksimalna efikasnost, AEM se ističe jer može da upravlja vodom sa nečistoćama bez potrebe za komplikovanim postupcima pretraživanja. To znači i manje redovite održavanja tokom vremena. Industrijska analiza troškova proizvodnje vodonika nam govori da Enapterova AEM tehnologija proizvodi vodonik za oko 2,09 dolara po kilogramu, oko 25% jeftinije od tradicionalnih PEM sistema. -Zašto? -Ne znam. Budući da AEM membrane traju duže, ravnoteža u dizajnu biljaka je jednostavnija, i potrebno je manje posla da bi one funkcionisale glatko tokom cijelog njihovog životnog vijeka. Sve ove uštede troškova pozicioniraju AEM kao nešto što se lako može proširiti i ostati finansijski stabilno čak i dok nastavljamo sa zelenim hidrogenskim projektima.

Često se postavljaju pitanja

U čemu je glavna razlika između AEM i PEM elektrolizora?

Glavna razlika leži u vrsti okruženja u kojem rade. AEM elektrolizori rade u alkalnim uslovima i koriste katalizatore na bazi nikla, dok PEM sistemi rade u kiselom okruženju koristeći katalizatore plemenitih metala kao što su iridijum i platina.

Zašto se AEM elektrolizori smatraju energetski efikasnijim?

AEM elektrolizori rade na nižim naponskim naponima ćelija, smanjujući ohmske gubitke i eliminirajući potrošnju energije povezane sa skupim komponentama potrebnim za PEM sisteme. To rezultira efikasnijim energetskim radom.

Kako se potrebe održavanja upoređuju između AEM i PEM sistema?

PEM sistemi imaju veće troškove održavanja zbog degradacije katalizatora u kiselim uslovima, dok AEM sistemi imaju koristi od sporijih stopa degradacije i manje učestalog održavanja zbog rada u manje teškim uslovima.

Koje su troškove upotrebe AEM-a u odnosu na PEM sisteme?

AEM sistemi su generalno jeftiniji jer koriste lakše dostupne materijale kao što je nikl i manje su složeni u dizajnu, što dovodi do nižih kapitalnih troškova i smanjenja operativnih troškova tokom vremena.