ການເປີຽບເທີບປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ: ລະບົບ Enapter AEM ແລະ PEM

ປະສິດທິພາບຄ່າຄວາມດັນ ແລະ ການສູນເສຍພະລັງງານໃນລະດັບລະບົບ

ເຄື່ອງຈັກເອເລັກໂтрോລິຊີສ (electrolyzers) AEM ຈາກບໍລິສັດເຊັ່ນ ເນັບເຕີ (Enapter) ສາມາດເຮັດວຽກທີ່ຄ່າຄວາມຕ້ານທາງເຊວ (cell voltages) ຕ່ຳ ກວ່າຫຼາຍເທົ່າໃນເປີເອັມ (PEM) ສະເພາະ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານຈາກຄວາມຕ້ານທາງ (ohmic losses) ປະມານ 15 ເຖິງ 20 ເປີເຊັນ ໂດຍອີງໃສ່ຜົນການທົດສອບລ່າສຸດທີ່ເຮັດໃນລະດັບ stack. ເຄື່ອງຈັກ PEM ນັ້ນມີຄ່າປະສິດທິພາບຂອງຄວາມຕ້ານທາງ (voltage efficiency) ທີ່ດີຫຼາຍ, ຢູ່ໃນໄລຍະ 75 ເຖິງ 85 ເປີເຊັນ ເມື່ອໃຊ້ຕົວເຮັງ (catalysts) ຈາກກຸ່ມພາດທີ່ມີເປີເລດຽມ (platinum group). ແຕ່ມີຂໍ້ຈຳກັດໜຶ່ງ: ເນື່ອງຈາກ PEM ດຳເນີນການໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມເປັນເປີດ (acidic environment), ມັນຈຶ່ງຕ້ອງການຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຮັດຈາກທີເຕເນີຢຸມ (titanium) ທີ່ມີລາຄາແພງທັງໝົດໃນລະບົບ balance of plant, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມີການສູນເສຍພະລັງງານເພີ່ມຂື້ນ. ເນັບເຕີ (Enapter) ໄດ້ຫຼຸດຜ່ອນບັນຫານີ້ດ້ວຍການອອກແບບທີ່ເປັນມໍດູນ (modular design) ທີ່ມີລະບົບປ່ຽນແປງພະລັງງານ (power conversion) ພາຍໃນ. ວິທີການນີ້ຊ່ວຍຫຼີກເວັ້ນການສູນເສຍພະລັງງານປົກກະຕິ 8 ເຖິງ 12 ເປີເຊັນ ທີ່ເກີດຂື້ນໃນການຕັ້ງຄ່າ PEM ທົ່ວໄປເມື່ອເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ຄວາມຈຸຂອງມັນຕ່ຳກວ່າຄວາມຈຸສູງສຸດ.

ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມການດຳເນີນງານ ແລະ ຄວາມກົດດັນຕໍ່ຜົນໄດ້ຮັບຂອງ Faradaic

ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງຂຶ້ນເຖິງ 60 ອົງສາເຊີເລັຍ, ລະບົບ PEM ເລີ່ມສູນເສຍປະສິດທິພາບ Faradaic ຂອງມັນ ເນື່ອງຈາກວ່າໄຮໂດຣເຈນມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະຂ້າມຜ່ານໄດ້ໄວຂຶ້ນໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງຈຳກັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍດ້ານອຸນຫະພູມຂອງລະບົບເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໃນດ້ານກົງກັນຂ້າມ, ເຕັກໂນໂລຢີເຄື່ອງເຕີມໄຟຟ້າ AEM ຂອງ Enapter ຮັກສາປະສິດທິພາບປະຈຸໄຟໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 98 ເປີເຊັນ ໃນໄລຍະອຸນຫະພູມ 30 ແລະ 50 ອົງສາເຊີເລັຍ ເນື່ອງຈາກໄອອົງ hydroxide ທີ່ເສຖຽນສະຖຽນ ແລະ ສາມາດນຳໄຟໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຜ່ານລະບົບ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ ເຖິງແມ່ນວ່າແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ມີຊີວິດໄດ້ຈະປ່ຽນແປງກໍຕາມ, ແລະ ບໍ່ມີການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບໃນເວລາທີ່ອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງຢ່າງໄວ. ອີກຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ໃຫຍ່ອີກຢ່າງໜຶ່ງແມ່ນ ເມື່ອໃຊ້ເມັມເບີນ PEM ຈະຕ້ອງການຄວາມກົດດັນໃນໄລຍະ 30 ເຖິງ 200 ບາຣ໌ ເພື່ອປ້ອງກັນການສູນເສຍທີ່ເກີດຈາກການລົ້ນຜ່ານ (permeation losses). ສິ່ງນີ້ເພີ່ມພະລັງງານເພີ່ມເຕີມອີກ 5 ເຖິງ 7 ເປີເຊັນ ເພື່ອການບີບອັດ ເມື່ອທຽບກັບການຕັ້ງຄ່າທີ່ງ່າຍດາຍຂອງ AEM ທີ່ເຮັດງານທີ່ຄວາມກົດດັນລະດັບອາກາດ.

ຄວາມຕ້ອງການດ້ານການບໍາຮັກສາ ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນການດຳເນີນງານ

ການເສື່ອມສลายຂອງຕົວເຮັງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນກົດ (PEM) ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງ (AEM)

ເຄື່ອງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ເມັມເບຣນເປັນພັນທະສານໂປລີເມີ (PEM) ຕ້ອງການຕົວເຮັງທີ່ເປັນເຄື່ອງແທນທີ່ຫາຍາກ ເຊັ່ນ: ອີຣິດຽມ ແລະ ໂປລາຕິນ ເພື່ອຈັດການກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປັນເປ......

ຄວາມໄວຕໍ່ການເກີດການປູກສິ່ງເສດເຫຼືອ, ຄວາມບໍລິສຸດຂອງນ້ຳທີ່ໃຊ້ປ້ອນ, ແລະ ການຈັດການນ້ຳແບບບູລິມາດໃນລະບົບ AEM

ເຄື່ອງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ເມັມເບຣນແລກປ່ຽນໂປຣຕອນ (PEM) ຕ້ອງການນ້ຳທີ່ສະອາດຫຼາຍຈົນມີຄ່າຄວາມຕ້ານທາງຢ່າງໜ້ອຍ 18 ເມກາໂອມ-ເຊັງຕີເມີແຕີ, ເພື່ອປ້ອງກັນບັນຫາຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ການອຸດຕັນຂອງເມັມເບຣນ ແລະ ຄວາມເສຍຫາຍຖາວອນຕໍ່ຕົວເຮັງ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ຈຳເປັນຕ້ອງຕິດຕັ້ງລະບົບການຂັບໄອອອນຫຼາຍຂັ້ນຕອນທີ່ສັບສົນ ເຊິ່ງຈະໃຊ້ພະລັງງານປະຕິບັດງານປະມານ 15% ຂອງພະລັງງານຮອງ. ເມັມເບຣນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ເຄມີເປັນເຄື່ອງໄຟຟ້າ (AEM) ສາມາດຮັບມືກັບສິ່ງປົນເປື້ອນໃນລະດັບປານກາງໄດ້ດີກວ່າຫຼາຍ, ຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ຂະບວນການກ່ອນການຜ່ານເມັມເບຣນງ່າຍຂຶ້ນຫຼາຍເທົ່າກັບວິທີທຳເນີຍ. ລະບົບຂອງ Enapter ມີເຕັກໂນໂລຊີການຈັດການນ້ຳຢ່າງອັດຈະລິຍະທີ່ສາມາດປັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການກຳຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນອັດຕະໂນມັດ ຂຶ້ນກັບສິ່ງທີ່ລະບົບເຫັນເຫັນໃນນ້ຳທີ່ເຂົ້າມາ. ນະວັດຕະກຳນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການບໍາຮຸງຮັກສາລົງປະມານ 25%, ໂດຍເປັນການຫຼຸດຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນຕົວກັກກັນ ແລະ ການລ້າງເມັມເບຣນ. ນອກຈາກນີ້, ຄຸນສົມບັດທຳມະຊາດຂອງເມັມເບຣນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ເຄມີທີ່ຕ້ານການອຸດຕັນໄດ້ດີ ຊ່ວຍຮັກສາປະສິດທິພາບທີ່ຄົງທີ່ໄດ້ໃນໄລຍະຍາວ ໂດຍຕ້ອງການການເຂົ້າໄປຈັດການດ້ວຍມືນ້ອຍຫຼາຍ.

ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງວັດສະດຸ ແລະ ຕົ້ນທຶນທັງໝົດໃນການເປັນເຈົ້າຂອງສຳລັບເຄື່ອງໄຟຟ້າເຊີ່ງໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ AEM ຂອງ Enapter

ເຕັກໂນໂລຢີ AEM ຈາກ Enapter ໃຫ້ຄວາມໝັ້ນຄົງທີ່ດີຂຶ້ນ ແລະ ຕົ້ນທຶນທີ່ຕ່ຳລົງເມື່ອທຽບກັບເຕັກໂນໂລຢີ PEM ເນື່ອງຈາກມັນໃຊ້ຕົວເຮັງທີ່ບໍ່ແມ່ນເຄື່ອງເງິນທີ່ມີຄຸນຄ່າສູງ ແລະ ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງ (alkaline) ເຊິ່ງບໍ່ຮຸນແຮງເທົ່າ. ລະບົບ PEM ຕ້ອງການໄຣເດຍມ (iridium) ເຊິ່ງມີລາຄາປະມານ 150 ໂດລາສະຫະລັດຕໍ່ກຣາມໃນປັດຈຸບັນ. ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ມີລາຄາແພງເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເປັນສິ່ງທີ່ຫາໄດ້ຍາກເນື່ອງຈາກສະຕັອກມີການຜັນແປຫຼາຍ. ນອກຈາກນີ້ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງກໍເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸເສື່ອມສະຫຼາຍໄປຕາມເວລາ. AEM ຈຶ່ງຫຼີກເວັ້ນບັນຫານີ້ດ້ວຍການປ່ຽນໄປໃຊ້ຕົວເຮັງທີ່ອີງໃສ່ນິເກີນ (nickel) ແທນ ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຕົ້ນທຶນວັດສະດຸລົງປະມານ 60 ເປີເຊັນ. ຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ຍັງສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນໃນອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງລະບົບເຫຼົ່ານີ້ອີກດ້ວຍ. ສ່ວນຫຼາຍຂອງຫົວໜ່ວຍ PEM ເລີ່ມມີບັນຫາລະຫວ່າງ 10 ຫາ 15 ປີຕໍ່ມາ ໃນຂະນະທີ່ Enapter ອອກແບບເຄື່ອງໄຟຟ້າເຊີ່ງໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ AEM ໃຫ້ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງເຊື່ອຖືໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຖິງ 20 ປີຂຶ້ນໄປ.

ການເບິ່ງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທຶນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຕັກໂນໂລຢີເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນຄ່ອນຂ້າງຫຼາຍ. ລະບົບ PEM ມັກຈະມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍລະຫວ່າງ 900 ໂດລາ ຫາ 1,500 ໂດລາຕໍ່ກິໂລວັດ, ເຊິ່ງເກືອບເປັນສອງເທົ່າຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງລະບົບ AEM ທີ່ຢູ່ໃນໄລຍະ 500 ໂດລາ ຫາ 800 ໂດລາຕໍ່ກິໂລວັດ. ເຖິງແນວໃດກໍຕາມ, ລະບົບ PEM ຈະມີຂໍ້ດີເລັກນ້ອຍໃນດ້ານປະສິດທິພາບສູງສຸດ, ແຕ່ລະບົບ AEM ມີຄວາມເດັ່ນເນື່ອງຈາກມັນສາມາດຈັດການນ້ຳທີ່ມີສິ່ງປົນເປືືອນໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ຂະບວນການປິ່ນປົວລ່ວງໜ້າທີ່ຊັບຊ້ອນ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າການບໍາຮັກສາຈະເກີດຂື້ນບໍ່ເລື່ອຍນັກໃນໄລຍະຍາວດ້ວຍ. ການວິເຄາະຂອງອຸດສາຫະກຳເຖິງຕົ້ນທຶນການຜະລິດເຮີເຢີມນີ້ບອກເຮົາວ່າເຕັກໂນໂລຢີ AEM ຂອງ Enapter ສາມາດຜະລິດເຮີເຢີມນີ້ໄດ້ໃນລາຄາປະມານ 2.09 ໂດລາຕໍ່ກິໂລກຣາມ, ຊຶ່ງຖືກກວ່າລະບົບ PEM ໃນຮູບແບບດັ້ງເດີມປະມານ 25%. ເປັນຫຍັງ? ເນື່ອງຈາກເມັມເບີນ AEM ມີອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານກວ່າ, ການອອກແບບຂອງສ່ວນປະກອບອື່ນໆຂອງລະບົບ (balance of plant) ງ່າຍຂື້ນ, ແລະ ມີການເຮັດວຽກທີ່ຕ້ອງໃຊ້ຄວາມພະຍາຍາມໜ້ອຍລົງເພື່ອຮັກສາໃຫ້ລະບົບເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງລຽບງ່າຍໃນທັງໝົດຂອງອາຍຸການໃຊ້ງານ. ຄວາມປະຢັດເງິນທັງໝົດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ AEM ເປັນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍຂະໜາດໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ ແລະ ຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ເสถຍນທາງດ້ານການເງິນໄດ້ຢ່າງຕໍ່เนື່ອງ ເຖິງແນວໃດກໍຕາມ ພວກເຮົາຈະຍັງຄົງເດີນການໂຄງການເຮີເຢີມນີ້ສີຂຽວຕໍ່ໄປ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສຳຄັນລະຫວ່າງເຄື່ອງໄຟຟ້າ AEM ແລະ PEM ແມ່ນຫຍັງ?

ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສຳຄັນຢູ່ທີ່ປະເພດຂອງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ພວກເຂົາເຮັດວຽກ. ເຄື່ອງໄຟຟ້າ AEM ຈະເຮັດວຽກໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງ (alkaline) ແລະໃຊ້ຕົວເຮັງທີ່ອີງໃສ່ນິກເກີລ (nickel-based catalysts), ໃນຂະນະທີ່ລະບົບ PEM ເຮັດວຽກໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນແອຊິດ (acidic) ໂດຍໃຊ້ຕົວເຮັງທີ່ເປັນລາຄາແພງ (noble metal catalysts) ເຊັ່ນ: ອີຣີດຽມ (iridium) ແລະ ເປີເຕີນຸມ (platinum).

ເປັນຫຍັງເຄື່ອງໄຟຟ້າ AEM ຈຶ່ງຖືວ່າມີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານດີກວ່າ?

ເຄື່ອງໄຟຟ້າ AEM ມີຄ່າຄວາມຕ້ານທາງຂອງເຊວ (cell voltage) ຕ່ຳກວ່າ, ສິ່ງນີ້ຈະຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານຈາກຄວາມຕ້ານທາງ (ohmic losses) ແລະ ຍົກເລີກການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກສ່ວນປະກອບທີ່ມີລາຄາແພງທີ່ຈຳເປັນສຳລັບລະບົບ PEM. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ການດຳເນີນງານມີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານດີຂຶ້ນ.

ຄວາມຕ້ອງການການບໍາຮຸ້ງຮັກສາລະຫວ່າງລະບົບ AEM ແລະ PEM ເປັນແນວໃດ?

ລະບົບ PEM ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບໍາຮຸ້ງຮັກສາທີ່ສູງກວ່າເນື່ອງຈາກຕົວເຮັງເສື່ອມສະພາບໄວໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນແອຊິດ, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບ AEM ມີອັດຕາການເສື່ອມສະພາບທີ່ຊ້າກວ່າ ແລະ ຕ້ອງບໍາຮຸ້ງຮັກສາບໍ່ບໍ່ບໍ່ເຖິງເທົ່າໃດເນື່ອງຈາກການເຮັດວຽກໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ບໍ່ຮຸນແຮງເທົ່າ.

ການນຳໃຊ້ລະບົບ AEM ແທນທີ່ຈະໃຊ້ລະບົບ PEM ມີຜົນກະທົບດ້ານຕົ້ນທຶນແນວໃດ?

ລະບົບ AEM ມັກຈະຖືກກວ່າເນື່ອງຈາກໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ຫາໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນເຊັ່ນ: ເຫຼັກນິເຄີລ, ແລະມີການອອກແບບທີ່ງ່າຍຂຶ້ນ, ສິ່ງນີ້ນຳໄປສູ່ຕົ້ນທຶນການລົງທຶນທີ່ຕ່ຳລົງ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານທີ່ຫຼຸດລົງເປັນເວລາ.