수소 생산을 위한 물 전기 분해 공정에서,양성자 교환막(피엠에스)전해조 및음이온 교환막(아임에이엠) 전해조뚜렷한 특징과 애플리케이션 이점을 제공합니다. 주요 차이점에 대한 개요는 다음과 같습니다.
멤브레인 소재
피엠에스전해조일반적으로 퍼플루오로설폰산 폴리머로 만든 양성자 교환막을 사용합니다.프로톤엑스또는 양성자(H+)를 전달하는 나피온.
아임에이엠 전해조양전하 작용기를 갖는 폴리머로 만든 음이온 교환막을 사용합니다. 예를 들어 폴리스티렌 설포네이트(PSSA), 폴리설폰 설포네이트(공익광고), 폴리에테르 설폰 설포네이트(영어: PES는 영어를 구사하는 사람입니다.-사) 등과 같이 수산화물 이온(오-)을 전도합니다.
전해질
피엠에스전해조일반적으로 순수한 물이나 희석된 산성 용액을 사용하여 작동합니다.
아임에이엠 전해조희석된 알칼리성 용액이나 순수한 물을 사용할 수 있으므로 재료 선택에 있어 더 많은 유연성이 제공됩니다.
촉매
피엠에스 전해조산성 환경을 견딜 수 있는 촉매가 필요합니다. 백금(백)은 일반적으로 음극에서 수소 발생에 사용되는 반면, 이리듐 산화물(이산화이소2)은 양극에서 산소 발생에 사용됩니다.
아임에이엠 전해조알칼리성 환경에서 비귀금속 촉매를 사용할 수 있어 비용 절감에 도움이 됩니다.
운영 환경
피엠에스 전해조산성 조건에서 작동하므로 높은 내산성과 화학적 안정성을 갖춘 재료가 필요합니다.
아임에이엠 전해조알칼리성 환경에서도 기능하므로 저렴하고 부식성이 없으며 귀금속이 아닌 금속을 포함한 더 광범위한 재료를 사용할 수 있습니다.
효율성과 비용
피엠에스 전해조높은 전류 밀도와 고순도 수소 생산 능력으로 인해 효율성이 높은 것으로 간주되지만 일반적으로 가격이 비싼 편입니다.
아임에이엠 전해조알칼리성 전기분해의 비용적 이점과 피엠에스 시스템의 간단한 효율성을 결합하여 빠른 시동 및 낮은 에너지 소비와 같은 장점을 제공합니다.
기술 성숙도
피엠에스 전해조비교적 성숙되어 있으며 이미 수소 생산과 연료 전지 분야에 상용화되었습니다.
아임에이엠 전해조아직 개발 단계에 있습니다. 저렴한 비용과 쉬운 작동을 제공하지만, 수소 생산을 위한 제품 수명과 확장성을 개선하기 위한 추가 연구가 필요합니다.
시스템 설계
피엠에스 전해조양성자 교환막의 화학적 안정성과 기계적 강도, 그리고 귀금속 촉매의 내구성에 대한 신중한 고려가 필요합니다.
아임에이엠 전해조막 전도성, 알칼리 안정성, 알칼리성 환경과 호환되는 촉매 및 재료 선택에 주의가 필요합니다.
응용 가능성
피엠에스 전해조연료 전지용 수소원 등 고순도 수소가 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
아임에이엠 전해조재생 에너지원과 통합하면 비용이 낮고 운영이 용이하기 때문에 대규모 재생 수소 생산에 큰 잠재력을 보여줍니다.
요약하자면, PEM과 아임에이엠 전해조는 모두 고유한 강점을 가지고 있습니다. 두 기술 간의 선택은 특정 응용 분야 요구 사항, 비용 효율성 분석 및 운영 조건에 따라 달라집니다. 연구가 진행됨에 따라 아임에이엠 소재 및 시스템 설계의 혁신으로 대규모 수소 생산을 위한 새로운 시장 기회가 열릴 수 있습니다.
