Упоређење енергетске ефикасности: Енаптер АЕМ против ПЕМ система

Ефикасност напона и губици енергије на нивоу система

ЕМЕ електролизатори од компанија попут Енаптера раде на много нижим напонима ћелија у поређењу са ПЕМ системима, што смањује оне Омске губитке за око 15 до 20 одсто на основу онога што смо недавно видели у тестовима на нивоу стека. ПЕМ-ови су постигли прилично добре резултате за ефикасност напона, негде између 75 и 85 одсто када користе оне фантастичне катализаторе платинове групе. Али постоји и улов. Пошто ПЕМ ради у киселом окружењу, потребан му је скуп титанијумски део у целој биљци, што само повећава потрошњу енергије. Енаптер се суочава са овим проблемом уз модуларни дизајн који укључује уграђену конверзију енергије. Овај приступ помаже да се избегне уобичајени губитак енергије од 8 до 12 одсто који се дешава са стандардним ПЕМ подешавањем када раде на мање од пуног капацитета.

Утјецај оперативне температуре и притиска на Фарадаиц износ

Када температура пређе 60 степени Целзијуса, ПЕМ системи почињу да губе своју Фарадаијску ефикасност јер водоник тежи да прелази брже на већим температурама, што заиста ограничава флексибилност ових система. С друге стране, Енаптер-ова технологија ЕЕМ електролизатора одржава више од 98 одсто струјске ефикасности између 30 и 50 степени Целзијуса захваљујући стабилним јонима хидроксида који пролазе кроз систем. То значи да могу ефикасно пратити промене оптерећења чак и када обновљиви извори енергије флуктуирају, и нема пада у перформанси током брзе промене температуре. Још једна велика разлика је у томе што ПЕМ мембранама треба притисак у распону од 30 до 200 бара како би се спречили ти досадни губици прониклости. То додаје око 5 до 7 посто додатне енергије само за компресијски рад у поређењу са много једноставнијим AEM-овим атмосферским притиском.

Захтеви за одржавањем и оперативна поузданост

Катализаторска деградација у киселим (ПЕМ) и алкалним (АЕМ) окружењима

Електролизатори полимерне електролитичне мембране (ПЕМ) требају оне фантастичне катализаторе благородних метала као што су иридијум и платина да би се носили са суперкиселим окружењем. Нажалост, ови метали се прилично брзо разбијају кроз корозију и отрује се угљен-моноксидом. Према ономе што видимо у терену, замена ових катализатора чини око 30% или више свих трошкова одржавања у року од само пет година рада. Али системи алкалне мембране за размену (АЕМ) раде другачије. Они функционишу у алкалним условима што омогућава произвођачима да користе јефтиније катализаторе на бази никла који трају много дуже. Стопа деградације је око 40% спорија у поређењу са ПЕМ системима. Зашто? -Не знам. Зато што је на електродама мање оксидативног стреса. То значи да је потребно више времена за одржавање и да је мање неочекиваних прекида. И када биљке остају на мрежи дуже, производња водоника постаје много поузданија.

Осетљивост на прљављење, чистота заливне воде и интегрисано управљање водом у системима АЕМ

Електролизатори за протонску мембрану (ПЕМ) требају воду тако чисту да мери отпорност најмање 18 мегаом сантиметара како би се спречили проблеми као што су прљављење мембране и трајно оштећење катализатора. То значи инсталирање компликованих вишестепених система деионизације који заправо узимају око 15% помоћне енергије потребне за рад. Мембране за алкалну електролиза (АЕМ) много боље управљају умереним нивоима нечистоћа, што чини процес претратмане много једноставнијим од традиционалних метода. Енаптер системи имају интелигентну технологију управљања водом која аутоматски прилагођава колико је интензивно очишћење потребно у зависности од тога шта систем открива у улазећој води. Ова иновација смањује рад на одржавању за око 25%, посебно смањујући учесталост замене филтера и процедура чишћења мембране. Плус, начин на који алкалне мембране природно отпоручују прљављење помаже да се током времена одржи стабилна перформанса са врло малом практичном пажњом која је потребна од оператера.

Тврдост материјала и укупни трошкови власништва за Енаптер АЕМ електролизаторе

Технологија АЕМ компаније Енаптер нуди бољу трајност и ниже трошкове у поређењу са опцијама ПЕМ-а јер користи катализаторе недрагоцених метала и ради у мање суровом алкалном окружењу. ПЕМ системи требају иридијум који данас кошта око 150 долара по граму. То није само скупо, већ је и нешто што је тешко добити, јер се залихе толико мењају. Плус, кисели услови оштећују материјал током времена. АЕМ се омета овим проблемом тако што уместо тога прелази на катализаторе на бази никла, што смањује трошкове материјала за око 60 посто. Разлика се такође показује у трајању ових система. Већина ПЕМ јединица почиње да се поквари негде између 10 и 15 година касније, док Енаптер дизајнира своје АЕМ електролизаторе да раде поуздано више од 20 година.

Гледајући капиталне трошкове, показује се где се ове технологије прилично разликују. ПЕМ системи обично коштају између 900 и 1500 долара по киловати, што је скоро двоструко више него што коштају АЕМ системи у распону од 500 до 800 долара по кВт. Иако ПЕМ има малу предност када је реч о максималној ефикасности, АЕМ се истиче јер може да управља водом са нечистоћама без потребе за компликованим процесима претратмане. То значи и мање редовне поправке током времена. Индустријска анализа трошкова производње водоника каже нам да Енаптер-ова АЕМ технологија производи водоник за око 2,09 долара по килограму, око 25% јефтиније од традиционалних ПЕМ система. Зашто? -Не знам. Пошто АЕМ мембране трају дуже, баланс у дизајну биљака је једноставнији, и потребно је само мање рада да би се одржале без проблем током целог живота. Све ове штедње трошкова позиционирају АЕМ као нешто што се лако може проширити и остати финансијски стабилно чак и док напредујемо са проектима зелених водоника.

Често постављене питања

Која је главна разлика између АЕМ и ПЕМ електролизатора?

Главна разлика лежи у типу окружења у којем раде. АЕМ електролизатори раде у алкалним условима и користе катализаторе на бази никла, док ПЕМ системи раде у киселом окружењу користећи катализаторе благородних метала као што су иридијум и платина.

Зашто се АЕМ електролизатори сматрају енергетски ефикаснијим?

АЕМ електролизатори раде на нижим напонима ћелија, смањујући ОХМ губитке и елиминишући потрошњу енергије повезану са скупим компонентама потребним за ПЕМ системе. То доводи до енергетски ефикаснијих операција.

Како се потребе за одржавањем упоређују између АЕМ и ПЕМ система?

ПЕМ системи имају веће трошкове одржавања због деградације катализатора у киселим условима, док АЕМ системи имају користи од споријег стопа деградације и мање честа одржавања због рада у мање тешким условима.

Које су последице трошкова коришћења АЕМ-а преко ПЕМ система?

АЕМ системи су генерално јефтинији јер користе лакше доступне материјале као што је никел и мање су сложени у дизајну, што доводи до нижих капиталних трошкова и смањења оперативних трошкова током времена.