ຂໍໂທດຂອງ AEM: ຕົ້ນທຶນນ້ອຍກວ່າໂດຍບໍ່ຕົກລົງເຫຼຸ່ມປະສິດທິພາບຫຼັກ

AEM electrolyzers ກໍາລັງປ່ຽນເກມໃນການຜະລິດໄຮໂດີນຢ່າງເສດຖິດ້ວຍການຫຼຸດຕົ້ນທຶນລົງປະມານ 40% ເມື່ອທຽບກັບລະບົບ PEM ໃນຂະນະທີ່ຍັງຮັກສາລະດັບປະສິດທິພາບໃກ້ຄ້າຍກັບລະດັບ 60 ຫາ 70%. ລັບຂອງເລື່ອງນີ້ແມ່ນການປ່ຽນວັດສະດູທີ່ມີລາຄາແພງ. ແທນທີ່ໃຊ້ເຄື່ອງເຮັດປະຕິກິລິຍາທີ່ເປັນພວກພື່ນທີ່ມີລາຄາແພງ, ຜູ້ຜະລິດໃຊ້ເຄື່ອງເຮັດປະຕິກິລິຍາທີ່ອີງໃສື່ນິກເຄີລ້ ຫຼື ໂຄບອລ. ພວກເຂົາກໍ່ປ່ຽນວັດສະດູທີ່ເປັນໂລຫະມົງຄົນໃນຂັ້ວໄຟຟ້າ, ສິ່ງທີ່ນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຕົ້ນທຶນຂອງ stack ລະຫວ່າງ 150 ຫາ 300 ໂດລາສະຫະລັດຕໍ່ kW. ສິ່ງທີ່ຫນ້າສົນໃຈແມ່ນວ່າສິ່ງນີ້ບໍ່ໄດ້ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບເສື່ອມ. ການນຳລະດັບດີກວ່າຂອງເຍື່ອຫຼຸມ ພ້ອມກັບການອອກແບບຂັ້ວໄຟຟ້າທີ່ດີກວ່າ ອັນທີ່ແທ້ຈິງຊ່ວຍຫຼຸດການສູນເສຍ ohmic ທີ່ມັກເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຕົກໃນລະບົບທີ່ມີລາຄາຖືກ. ເມື່ອຂະຫຍາຍຂະຫນາດຂຶ້ນສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ, ລະບົບ AEM ສາມາດຮັກສາການກິນພະລັງໄຟຟ້າຕ່ຳກວ່າ 4.8 kWh ຕໍ່ລູກບາດ cubic meter, ເທົ່າກັບເຕັກໂນໂລຢີຊັ້ນສູງ. ການກຳຈັດສ່ວນທີ່ເຮັດຈາກໂທຕາເນີີຍ ແລະ ການລຽບງ່າຍຂໍ່ຄວາມຕ້ອງການຂອງໂຮງງານ ທຳໃຫ້ການຕິດຕັ້ງມີລາຄາຖືກກວ່າ, ສິ່ງທີ່ອະທິບາຍເຫດໃດ AEM ດຳເນີນການດີສຳລັບສະຖານທີ່ຜະລິດໄຮໂດີນຂະຫນາດນ້ອຍ ບ່ອນທີ່ຕົ້ນທຶນເບື້ອງຕົ້ນເປັນຕົວກຳນົດຄວາມສຳເລັດຂອງໂຄງການ. ການເລືອກວັດສະດູຢ່າງມີປັນຍາ ໃຫ້ AEM ສາມາດແຍກຄ່າຕົ້ນທຶນອອກຈາກປະສິດທິພາບ, ສົ່ງເຮົາໄປຫາເປົ້າຫມາຍວິເຊດ $2 ຕໍ່ກິໂລກຼາມໄຮໂດີນ ທີ່ຈຳເປັນເພື່ອແຂ່ງກັບເຊື້ອເຊີ້ນຟອດຊິວ.

ການປະດິດສ້າງວັດສະດຸເຮັງຄວາມເຂົ້າກັນຂອງຕົ້ນທຶນ AEM ທີ່ໄວຂຶ້ນ

ໂຕນ້ຳທີ່ບໍ່ມີຄຸນຄ່າ ແລະ ແຜ່ນເຍື່ອແລກປ່ຽນອະນຸໄອໂລກຕົ້ມຕ່ຳ

ໂຕນ້ຳນິກເຄີ-ເຫຼັກແທນທີ່ໂຕນ້ຳກຸ່ມພຼາຕິນັມ ເພື່ອຫຼຸດຕົ້ນທຶນ stack ຕາມທີ່ໄດ້ຮັບການຢືນຢັນໃນການສຶກສາທີ່ໄດ້ຜ່ານການທົບທວນຈາກຜູ້ຊຳນິຊຳນານ (ວາລະສານຂອງສະມາຄົມໄຟຟ້າເຄມີ, 2023). ສິ່ງແທນທີ່ທີ່ມີຢູ່ໃນທຳມະຊາດນີ້ສະໜອງ:

• ຄວາມໄວຂອງເຄື່ອງເຄມີສະທ້ອນໄວກວ່າ 30% ສົມທຽບກັບໂຕນ້ຳລຸ້ນທຳອິດ
• ຄວາມສະຖຽນທີ່ໃນການດຳເນີນງານທີ່ໄດ້ພິສູດແທ້ 10,000 ຊົ່ວໂມງໃນເງື່ອນໄຂອຸດສາຫະກຳ
• ຄວາມທົນກັບ pH ທີ່ກວ້າງ, ຂຈັດຄວາມຈຳເລີຍຂອງແຜ່ນ bipolar ທີ່ມີລາຄາແພງທີ່ເຮັດຈາກ titanium

ໃນຂະນະດຽກຄື້ນ, ແຜ່ນເຍື່ອແລກປ່ຽນອະນຸໄອໂລກຕົ້ມທີ່ເຮັດຈາກ hydrocarbon ປັດຈຸບັນສາມາດບັນລົງການນຳໄຟຟ້າ hydroxide ສູງກວ່າ 120 mS/cm ທີ່ 80°C—ເທົ່າກັບມາດຕະຖານທີ່ມີ fluorinated ແຕ້ມຄ່າປະມານຫ້າສ່ວນໜຶ່ງ. ການກ້າວໄວນີ້ໃນການຂົນສົ່ງໄອອອນໂດຍກົງຫຼຸດການສູນເສຍທີ່ມີຄວາມຕ້ານ ແລະ ຍົກລະດັບປະສິດທິພາບຂອງລະບົບໂດຍທັງໝົດ.

ຫຼຸດການສູນເສຍ ohmic ແລະ kinetic ເພື່ອຮັກສາປະສິດທິພາບ AEM ສູງ

ການຮັກສາປະສິດທິພາບລະບົບໃຫ້ສູງກວ່າ 75% ຕ້ອງການຫຼາຍກ່ວາວັດສະດຸລາຄາຖືກ—ມັນຕ້ອງການວິສະວະກໍາທີ່ແນ່ນອນເພື່ອຄວບຄຸມການສູນເສຍໄຟຟ້າ. ການຈັດຮູບແບບຂອງຂັ້ວໄຟທີ່ຖືກປັບປຸງດ້ວຍຄວາມຜ່ານອາກາດແບບຄ່ອຍໆຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານໂອຮມິກລົງ 25% ເມື່ອທຽບກັບການອອກແບບແບບດັ້ງເດີມ. ວິທີການຫຼັກໆທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນປະກອບມີ:

ການສຶກສາທີ່ດໍາເນີນໂດຍຫ້ອງທົດລອງພະລັງງານຖດທີ່ຟື້ນຟູແຫ່ງຊາດສະແດງວ່າເມື່ອພວກເຮົາປະສົມວິທີການຕ່າງໆຮ່ວມກັນ, ພວກມັນຈະຮັກສາລະດັບປະສິດທິພາບສູງສຸດຂອງພວກມັນ ເຖິງແມ່ນວ່າເຮັດວຽກກັບຄວາມໜານຂອງກະແສໄຟຟ້າທີ່ເກີນ 2 A ຕໍ່ເຊັງຕີແມັດ. ສິ່ງນີ້ໝາຍວ່າໂຮງງານສາມາດຜະລິດໄຮໂດເຈນໃນຈໍານວນທີ່ຫຼາຍກວ່າໃນເວລາທີ່ດຽກເທົ່າກ່ອນ ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຄ່າໃຊ້ທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດແຕ່ກິໂລກຼັມເຫຼົງຈາກ 3 ໂດລາສະຫະລັດໃນຂະນະທີ່ດໍາເນີນການໃນຂະໜາດໃຫຍ້. ສິ່ງທີ່ແທ້ຈິງເດັ່ນຂຶ້ນແມ່ນວິທີການປະສົມວັດສະດຸທີ່ແຂງກົດແຕ້່ມີລາຄາຖືກກັບວິທີເຄມີໄຟຟ້າທີ່ເຈາະຈົງ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເຕັກໂນໂລຢີ Anion Exchange Membrane (AEM) ຢູ່ໃນຕຳແຫຼກທີ່ແຂງກົດສຳລັບການຂະຫຍາຍການຜະລິດໄຮໂດເຈນທີ່ສະອາດ. ຜູ້ຊ່ຽວຊານຫຼາຍຄົນເຊື່ອວ່າວິທີນີ້ສະເໜີໜຶ່ງໃນໂອກາດດີທີ່ສຸດສຳລັບການຜະລິດຈຳນວນໃຫຍ່ຂອງໄຮໂດເຈນທີ່ບໍ່ມີກາບົນໃນລາຄາທີ່ເປັນທຸລະກິດທີ່ເປັນຈິງໃນອະນາຄົດອັນໃກຍ໌.

ການເພີ່ນປັບການດຳເນີນງານ: ການປັບລະບົບ AEM ເພື່ອເຂົ້າເຖິງເປົ້າໝາຍຄ່າໃຊ້ທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນສະພາບຄວາມເປັນຈິງ

ການແລກປ່ຽນລະຫວ່າງຄວາມໄຟຟ້າ, ອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອາຫານໃນການດຳເນີນງານ AEM

ໃນການປະຕິບັດ, ລະບົບ AEM ຈຳເວລາຕ້ອງຊອກຫາຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງສາມປັດໄຈສຳຄັນ: ລະດັບໄຟຟ້າຂອງເຊວ, ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກ, ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂອງເເລກະລະລາຍ. ເມື່ອພວກເຮົາເພີ່ມໄຟຟ້າຂຶ້ນ, ແນ່ນອນພວກເຮົາຈະໄດ້ຮັບການຜະລິດໄຮໂດເຈນທີ່ຫຼາຍຂຶ້ນ, ແຕ່ສິ່ງນີ້ກໍມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ການໃຊ້ພະລັງເພີ່ມຂຶ້ນຢູ່ໃນຊ່ວງ 15 ຫາ 30 ເປີ້ນ, ຊຶ່ງໝາຍວ່າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດຳເນີນການສຳລັບຜູ້ດຳເນີນງານໂຮງງານຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ເກີນ 60 ອົງສາເຊວສຽວແນ່ນອນຊ່ວຍໃຫ້ໄອໂອນເຄື່ອນທີ່ດີກວ່າ ແລະ ເຮັດໃຫ້ປະຕິກິລິຍາໄວຂຶ້ນ, ໃຫ້ພວກເຮົາປະສິດທິພາບເພີ່ມຂຶ້ນປະມານ 12% ຕາມການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຖືກຕີພິມປີກາຍໃນວາລະສານ Journal of Power Sources. ເຖິງແນ່ນ, ການຮັກສາອຸນຫະພູມສູງເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງການວັດສະດຸພິເສດທີ່ຕ້ານການກັດກ່ອຍ, ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ກິນເຂົ້າໄປໃນການປະຢັດທຶນ. ຄວາມເຂັ້ມຂອງໂປຕັດຊຽມໄຮໂດຣເຄີກໍສຳຄັນ. ເເລກະລະລາຍທີ່ເຂັ້ມຂຶ້ນຈະນຳໄຟຟ້າດີກວ່າ ແຕ່ຈະເຮັດໃຫ້ເເມງບັງຄົດພັງໄວກວ່າ. ຢູ່ດ້້ານກົງກັບ, ເເລກະລະລາຍທີ່ອ່່ອນກວ່າຈະເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸມີຄວາມເຄັ້ນໜ້ອຍກວ່າ ແຕ່ຈະນຳໄປສູ່ການສູນເສຍພະລັງໃຫຍ່ກວ່າ. ວິສະວະກອນທີ່ມີຄວາມສະຫຼາດຈັດການກັບການຄ້າເຫຼົ່ານີ້ດ້ວຍລະບົບຄວບຄຸມທີ່ປັບການດຳເນີນການຢ່ຳຢຸ່ງອີງໃສິ່ງທີ່ເກີດກັບລາຄາໄຟຟ້າ, ຄວາມຕ້ອງການຂອງເເຜ່ນໄຟຟ້າ, ແລະ ເວລາທີ່ອຸປະກອນຕ້ອງການການບຳລຸງຮັກສາ. ການປັບຄືນເຫຼົ່ານີ້ຈະຮັກສາປະສິດທິພາກໂດຍລວມຢູ່ລະຫວ່າງ 60 ຫາ 75 ເປີ້ນ, ປ້້ອງກັນການສູນເສຍປະສິດທິພາກປະມານ 20% ທີ່ໂຮງງານຈະປະເຊີຍເມື່ອພວກເຂົາດຳເນີນການທຸກຢ່າງດ້ວຍການຕັ້ງຄ່າຖາວະອີງໃສິ່ງທີ່ຖືກບັນທຶກໃນວາລະສານ Electrochemistry Communications ປີ 2022. ສຸດທ້າຍ, ການຊອກຫາຈຸດທີ່ເໝາຍພິເເມ່ນບໍ່ກ່ຽວກັບການດັນໃສ່ປັດໄຈໃດໜຶ່ງໄປສູ່ຂັ້ວຄວາມ, ແຕ້ກ່ຽວກັບການສ້າງຄວາມກົມກຽວລະຫວ່າງປະສິດທິພາກເຄມີ, ອາຍຸການໃຊ້ຂອງອຸປະກອນ, ຄ່າໄຟຟ້າທ້ອງທີ່, ແລະ ວົງເວລາທີ່ລະບົບທັງໝົດຈະໃຊ້ກ່ອນຕ້ອງຖິ້ມແທນ.

ດ້ານເສດຖະກິດລະດັບລະບົບ: ເຫດຜົນທີ່ $/kg H₂ ແມ່ນຕົວຊີ້ວັດທີ່ແທ້ຈິງສຳລັບປະສິດທິພາບ AEM

ຕົ້ນທຶນການຜະລິດໄຮໂດເຈນທີ່ຖົ່ວເບີ້ຍ (LCOH) ທີ່ວັດແທກເປັນໂດລາຕໍ່ກິໂລກຼາມ H2 ແມ່ນເປັນດັດຊະນີສຳຄັນໃນການປະເມີນວ່າ AEM electrolyzers ມີເຫດເຂົ້າອອກດ້ານເສດຖະກິດ ຫຼື ບໍ່. ດັດຊະນີນີ້ລວມເຂົ້າກັບປັດໄຈສຳຄັນທັງຫມົດ ເຊັ່ນ: ຕົ້ນທຶນການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນ, ປະລິມານພະລັງທີ່ບໍລິໂພກ, ປະສິດທິພາບການດຳເນີນການ, ຄວາມຕ້ອງການການບຳລຸງຮັກສາ, ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ໃນການດຳເນີນການ ເຂົ້າເປັນຕົວເລກງ່າຍໆໜຶ່ງທີ່ຊ່ວຍໃນການຕັດສິນໃຈທຸລຸກິດ. ການເບິ່ງພຽງຕົວເລກແຍກອອກ ເຊັ່ນ: ປະສິດທິພາບຂອງ stack ຫຼື ຄ່າທຶນການລົງທຶນ ບໍ່ສາມາດບອກເລື່ອງທັງໝົດ. ຄວາມຈິງແມ່ນ ພະລັງໄຟຟ້າປະກອບເຖິງຫຼາຍກວ່າ 60 ເປີ່ນຂອງຄ່າໃຊ້ທີ່ກ່ຽວກັບການຜະລິດໄຮໂດເຈນໂດຍລວມ ບໍ່ວ່າເປັນເຊິ່ງປະເພດຂອງເຄື່ອງໄຟຟ້າໄລຍະທີ່ກຳລັງກ່າວເຖິງ. ໃນກໍລະນີຂອງເຕັກໂນໂລຢີ AEM ໂດຍສະເພກ, ການຄາດໜ້າປັດຈຸບັນສະແດງວ່າຄ່າທຶນການລົງທຶນຢູ່ໃຕິ 1500 ໂດລາຕໍ່ kW, ຊຶ່ງດີກວ່າລະບົບ PEM ທີ່ປະມານ 2147 ໂດລາຕໍ່ kW ແລະ ຢູ່ໄກກ່ວາຕົວເລືອກ SOEC ທີ່ມີຄ່າໃຊ້ປະມານ 3000 ໂດລາຕໍ່ kW ຕາມຂໍ້ມູນຈາກໂຄງການໄຮໂດເຈນຂອງກະຊວງພະລັງໄຟຟ້າຂອງສະຫະລັດອາເມລິກາໃນປີ 2023. ດ້ວຍ LCOH ທີ່ຄາດໜ້າຢູ່ລະຫວ່າ 2.5 ຫາ 5 ໂດລາຕໍ່ກິໂລກຼາມ, AEM ແມ່ນເບິ່ງດຶງດູດເປັນພິເສດສຳລັບການນຳໃຊ້ຂະໜາດນ້ອຍທີ່ການຕັ້ງຂຶ້ນຢ່າງໄວວ່າໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ຄ່າໃຊ້ທີ່ສູງເປັນສຳຄັນ. ການທົດສອບໃນຫ້ອງແລບສະແດງວ່າລະບົບ AEM ສາມາດບັນລົບປະສິດທິພາບຢູ່ລະຫວ່າ 50% ຫາ 65%, ກັບອາຍຸການໃຊ້ຂອງ stack ຢູ່ລະຫວ່າ 2000 ຫາ 8000 ຊົ່ວໂມງ. ຕົວເລກເຫຼົ່ານີ້ຍັງຫຼາຍກ່ວາທີ່ໄດ້ບັນລົບກັບເຕັກໂນໂລຢີ PEM, ແຕ່ຄ່າທຶນການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນທີ່ຕໍ່ກວ່າຢັງຊ່ວຍປິດຊ່ອງຫວ່າງປະສິດທິພາບເຫຼົ່ານີ້. ສຸດທ້າຍ, ການຕິດຕາມຄ່າໃຊ້ໃນໜ່ວຍໂດລາຕໍ່ກິໂລກຼາມໄຮໂດເຈນຍັງຄົງເປັນສຳຄັນ ເພາະມັນຊີ້ນຳທິດທີ່ຄົ້ນຄ້ວາ, ມີອິດທິພົນຕໍ່ການຕັດສິນໃຈກ່ຽວກັບການໃຫ້ທຶນ, ແລະ ຮູບພາບນະໂຍບາຍຂອງລັດຖະບານເພື່ອເຮັດໃຫ້ໄຮໂດເຈນສີຂຽວມີຄວາມແຂ່ງຂັນກັບວິທີການຜະລິດໄຮໂດເຈນທີ່ອີງໃສ່ເຊື້ອຊາຍດັ້ງເດີມ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

AEM electrolyzers ແມ່ນຫຍັງ?

AEM electrolyzers ແມ່ນອຸປະກອນທີ່ຖືກນຳໃຊ້ສຳລັບຜະລິດໄອໂດເຈນ ໂດຍນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີ Anion Exchange Membrane,´´´´ ທີ່ອະນຸຍາດການຜະລິດໄອໂດເຈນດ້ວຍຕົ້ນທຶນນັກການໜ້ອຍ ໂດຍບໍ່ຕອງການປະສິດທິພາບ.

ລະບົບ AEM ລະຫຸດຄ່າໃດເມື່ບຽບກັບລະບົບ PEM?

ລະບົບ AEM ລະຫຸດຄ່າໂດຍແທນທີ່ໃຊ້ຕົວເຄື່ອງເຮັດປະຕິກິລິຍາທີ່ມີລາຄາແພງດ້ວຍແທນທີ່ທີ່ເຮັດຈາກນິກເອວ ຫຼື ໂຄເບຼດ ແລະລຶບເຄົ້າໂລຫະມີຄ່າໃນຂັ້ວໄຟ, ສົ່ງຜົນໃນການຫຼຸດຕົ້ນທຶນຂອງ stack ໃນຈຳນວນໃຫຍ້.

ຕົ້ນທຶນທີ່ຖືກປັບໃຫ້ເທົ່າກັບຕໍ່ກິໂລກິກໄອໂດເຈນ (LCOH) ແມ່ນຫຍັງ?

ຕົ້ນທຶນທີ່ຖືກປັບໃຫ້ເທົ່າກັບຕໍ່ກິໂລກິກໄອໂດເຈນ ແມ່ນມາດຕາທີ່ກຳນົດເປັນໂດລາຕໍ່ກິໂລກິກ H2 ທີ່ລວມປັດໄຈຕ່າງຕົ້ນທຶນການລົງທຶນ, ການບໍລິໂພກພະລັງ, ປະສິດທິພາບດຳເນີນງານ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້, ເພື່ອປະເມີນຄວາມເປັນໄກຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດໄອໂດເຈນ.