Enapterдің Анион Алмастыру Мембранасына (AEM) арналған Стратегиялық Бағыты

AEM-нің Enapterдің Жасыл Сутегі Көзқарасындағы Рөлі

Enapter су электролизі арқылы жасыл сутекті тиімді өндіру үшін Аниондық Алмасу Мембранасы (AEM) технологиясына күшті түрде сүйенеді. AEM-нің ерекшелігі — бұл ескі стилі сілтілік жүйелердің бюджеттілігін сақтай отырып, PEM-ге жақын жұмыс істеу мүмкіндігін әр түрлі жағдайларда ұсынуы. Бұл комбинация қайталанатын энергия көздерімен масштабтауды жақсартады, ал бұл 2050 жылға дейін сутек глобалдық энергия қажеттіліктердің шамамен 18%-ын құрай алатынын ескерсек, өте маңызды. Өткен жылғы IEA деректеріне сәйкес. AEM Flex 120 сияқты өнімдер модульді блоктар түрінде келіп, бір-біріне жиналады, сондықтан салыстырмалы түрде арзан бағаға өнеркәсіптік масштабта сутектік инфрақұрылымды жасақтау оңайлау болады.

Enapter-дің глобалды AEM электролиз нарығындағы орны

Нақтылық болжамдарға сәйкес, дүниежүзілік AEM электролиз секторы 2033 жылға таман шамамен 1,2 миллиард долларға жетеді және 2023 жылғы саланың соңғы есептері бойынша жыл сайын шамамен 9 пайызға өседі. Enapter қазіргі уақытта мембраналы электрод технологиясын өндірудің тиімді әдістерімен үйлестіру арқасында осы тар сауда кеңістігінің 12-15 пайызын иеленуде. Сұраныстың көбісі Азия-Тынық мұхиты аймағынан келеді, ол жалпы сатылымның шамамен 40 пайызын құрайды, негізінен Қытайда сутек инфрақұрылымына үлкен инвестициялар салу арқасында. Еуропада болса компаниялар көбінесе көлік үшін сутекті толтыру станциялары сияқты кіші масштабты жобаларға назар аударуда. Күн энергиясы мен жел электр станциялары операторларымен бірлесе отырып, Enapter халықаралық ұйымдардың онжылдықтың соңына таман жылына 110 миллион тонна таза сутек өндіру мақсатын іске асыру үшін елдерге көмектесуде маңызды рөл атқарады.

Бағасы тиімді сутегі өндіру үшін AEM-ді PGM-Free катализаторлармен интеграциялау

Платина тобының қымбат металлдарын никель темір катализаторларымен ауыстыру Enapter компаниясына материалдық шығындарды шамамен 60-70 пайызға дейін қысқартуға, сонымен қатар жүйенің әсер ету қабілетін 75%-дан 78%-ға дейін сақтауға мүмкіндік берді. Олардың ең жаңа мембраналық технологиясына назар аударсақ, табиғатта шынымен жиі кездесетін материалдарды қолдана отырып, бұл жабдықтар 1,8 вольт кернеуде шамамен 2 ампер/шаршы сантиметрге жететін ток тығыздығын қамтамасыз етеді. Бұл бірінші ұрпақ модельдерімен салыстырғанда қатты 35 пайызға артық. Бұл нақты қолданбалы мағынасы қандай? Идеалды жағдайларда сутекті өндірудің құны килограмына үш доллардан төмен түседі, бұл үкіметтің субсидияларына сүйенбей, көміртегі шығарындыларын азайтқысы келетін салалар үшін мүмкіндіктерді ашады. Сонымен қатар, бұл жүйе күн сәулесі панельдері мен жел турбиналары сияқты жаңаруға болатын энергия көздерімен жақсы жұмыс істейді. Осы көздерден жеткіліксіз қуат түскен кезде де жүйе үзіліссіз жұмыс істеуде.

Enapter-дің PGM-Free AEM Электролизаторларының Өнімділігі мен Пайдалы Әрекет Коэффициенті

AEM Жүйелерінде Бағалы Емес Металдар Катализаторларын Қолданудың Пайдалы Әрекет Коэффициентін Арттыру

Enapterдің PGM-сіз AEM электролизаторлары 2023 жылы Халықаралық Сутегі Энергетикасы Журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес ескі мектептің сілтілік жүйелеріне қарағанда шамамен 8-12 пайызға тиімдірек жұмыс істейді. Бұл көтерілу олардың әрбір квадрат сантиметрге 1 А ток кезінде кернеудің пайдалы әсер коэффициентін 74% асып тұруына мүмкіндік беретін ерекше никель темір катализаторларының арқасында болды. Бұл катализаторлар неге қатты жақсы? Олар иридий мен платинаға қажетті қымбат PEM жүйелерімен салыстырғанда шығындарды шамамен 90 пайызға қысқартады. Кобальт марганец тотықтарымен де қызықты құбылыстар болады — олар дәстүрлі сілтілік электродтармен салыстырғанда әлсіз потенциалды 180 милливольтқа төмендетеді. Мұнда тағы бір практикалық жағдай: Enapterдің конструкциясы тоқтату-іске қосу режимдері кезінде PEM стектеріне қарағанда тек төрттен біріндей тез бұзылады. Бұл электролизаторлардың күн панелдері мен жел турбиналары сияқты жаңартылатын энергия көздерінің тербелістерін тез бұзылмай, көбірек төзімді түрде ұстай алатынын білдіреді.

Жұқа пленкалы АЕМ-дегі ион алмасу сыйымдылығы мен механикалық беріктік

Enapter шығаратын жұқа пленкалы AEM-дердің қалыңдығы 40-60 микрометр аралығында болады және граммына 3,2 ммоль-ден төменгі көркем ион алмасу сыйымдылығын 30 МПа-дан жоғары ерекше созылу беріктігімен үйлестіруді қамтамасыз етеді. Бұл комбинация нақты әлемдегі қолданбалар үшін жарамды, бір мезгілде компактілі де берік жасушалар алуға мүмкіндік береді. Сілтілі ортада 80 градус Цельсий температурада тізбектей 8000 сағат бойы сынақтан өткізілгенде, бұл мембраналар өздерінің бастапқы өткізгіштігінің шамамен 93%-ын сақтап қалады. Бұл өткен жылы Materials Today Energy журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес AEM технологиясының бұрынғы нұсқаларымен салыстырғанда тұрақты 25% арту болып табылады. Олардың арнайы көлденең байланыстыру әдісі концентрлі калий гидроксиді ерітінділеріне ұшыраған кезде ісінуін 15%-дан аспауын қамтамасыз етеді. Нәтижесінде олар 50 барға дейінгі қысым айырмашылықтары кезінде өздерінің пішіні мен бүтіндігін сақтайды. Барлық осы сипаттамалар стек қуат тығыздығын 4,5 ватт/шаршы сантиметрден астам деңгейге жеткізуге мүмкіндік береді, бұл бірінші прототиптік модельдермен салыстырғанда шамамен 40% жақсартылған көрсеткіш болып табылады.

Нөл саңылаулы AEM электролизер жүйелерін жобалау және өнеркәсіптік масштабта ұлғайту

Компактты, жоғары әсерділікті электролизер архитектурасын инженерлік жобалау

Enapter 100 микроннан қалыңдығы аз болатын өте жұқа мембраналар мен тиімді түрде оптимизацияланған катализаторлық қабаттар арқасында шамамен 85% жинақтық әсерділікке жететін нөл саңылаулы AEM электролизерін әзірледі. 2024 жылғы Fraunhofer институтының зерттеулеріне сәйкес, бұл жинақ дәстүрлі сілтілік жүйелермен салыстырғанда иондық кедергіні шамамен 40% азайтады. Бұл технологияны одан да ерекшелеу ететін фактор – екі компартмент арасында газдың артық өтуіне жол бермей, 2 вольт кезінде елеулі ток тығыздығын сақтайтын олардың арнайы ағын өрісінің дизайны. Бүкіл жүйе қазіргі нарықтағы ұқсас PEM жүйелерімен салыстырғанда шамамен 30% аз кеңістік алады және газдың өту деңгейін 2%-дан төмен ұстап тұрады.

Модульдік дизайн және коммерциялық пайдалану үшін масштабталуы

Стандартталған 1 МВт AEM модульдері газ таралу қабаттары үшін автоматтандырылған жиналыммен қоса осындай престелетін биполярлы пластиналарды қолдану арқылы бірнеше МВт-қа дейінгі орнатуларды көлемдеуге мүмкіндік береді. Нақты пилоттық орнатулардан алынған деректерге сүйенсек, 12 мың сағат жұмыс істеу уақыты ішінде шамамен 92 пайызға жуық уақыт қол жетімді болды. Қызықтысы, осы жүйелер қаншалықты тез реакция береді – қайта қалпына келетін энергия қорының жеткізілуі өзгерген кезде ең көбі бестең аспайтын он бес минут. Егер 10 МВт-тан жоғары үлкен жобалар туралы айтатын болсақ, құрылымдар құны әлдеқайда төмендеді. Негізгі шығындар қазір шамамен 500 АҚШ доллары/кВт деңгейінде тұр, бұл 2022 жылы көрсетілген көрсеткішпен салыстырғанда елеулі төмендеу болып табылады, бұл көрсеткішті өткен жылы Hydrogen Council хабарламасында көрсетілген.

Зерттеу жағдайы: Еуропалық жобалардағы көп стакті AEM электролизерлерінің интеграциясы

Германияның Рейнланд-Пфальц аймағында он екі 400 киловатттық AEM қосылыстарын бар биогаз жүйелерімен біріктіретін 4,8 мегаваттық қондырғы орналасқан. Бұл орнату жылына шамамен 650 тонна жасыл сутегін өндіреді және дәстүрлі сілтілік әдістердің шығындарының шамамен жартысын құрайтын пайдалану шығындарымен жұмыс істейді. Өсімдік сонымен қатар су тұтынуды 60 пайызға дейін азайтатын ерекше гибридті суыту жүйесіне ие. Жүйе толық қуатпен жұмыс істемегенде мембраналардың құрғауын болдырмау үшін шеттерге орналастырылған қауіпсіздік клапандары қосымша қызмет көрсету немесе бөлшектерді ауыстыру қажеттілігінсіз бүкіл жұмысты ұзақ уақытқа созады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Enapter компаниясы пайдаланатын AEM технологиясының ерекшелігі неде?

Enapter компаниясының AEM технологиясы дәстүрлі сілтілік жүйелердің қолжетімділігін протон алмасу мембраналарының (PEM) жұмыс артықшылықтарымен ұштастырады және қайталанбалы энергия көздерімен жақсырақ масштабтау мүмкіндігін қамтамасыз етеді.

Enapter-дің AEM электролиз технологиясы сутегінің ыңғайлы құнымен өндірілуіне қалай ықпал етеді?

Қымбат бағалы платина тобының металдарының орнына никель темір сияқты қымбат емес катализаторларды қолдана отырып, Enapter жүйенің 75%-дан 78%-ға дейінгі тиімділігін сақтай отырып, материалдардың құнын әжептәуір төмендетті.

Enapter-дің PGM-сіз электролизаторларының артықшылықтары қандай?

Enapter-дің PGM-сіз электролизаторлары дәстүрлі сілтілік жүйелерге қарағанда тиімділігінің артуы, төменгі құны және ұзақ қызмет ету мерзімі арқылы жақсырақ болып келеді және олар қайталанбалы энергия көздерінің айнымалы сипатын басқаруға ыңғайлы.

Enapter-дің AEM электролизатор жүйелері қаншалықты масштабталады?

Enapter-дің модульдік құрылымы мен стандартталған 1МВт AEM модульдері масштабталатын орнатуларды мүмкіндік береді, бұл проектілердің бірнеше мегаватқа жетуіне және капитал шығындарының төмендеуі мен тиімді операциялардан пайда табуға мүмкіндік береді.