피엠에스전해조는 얇은 것을 활용한다양성자 교환막(0.2mm) 및 더 낮은 저항과 더 높은 효율을 가능하게 하는 고급 구조 전극. 퍼플루오로설폰산 양성자 교환막(PFSA)은 화학적 안정성과 기계적 견고성을 가지고 있어 최대 70Pa의 높은 압력 차이를 견딜 수 있습니다. 그러나 산성 환경, 고전압 및 양극에서의 산소 발생은 가혹한 산화 환경을 만듭니다. 따라서 이리듐이나 백금과 같은 귀금속이 전극 재료로 필요하며, 이는 셀 구성 요소에 대한 장기적 안정성을 제공할 뿐만 아니라 우수한 전자 전도도를 제공하여 반응 효율을 향상시킵니다. 귀금속 촉매의 높은 비용은 알칼리 전해조에 비해 피엠에스 스택의 비용이 더 높은 데 기여합니다.
디자인의피엠에스전해조 시스템은 소형이고 간단하지만 철, 구리, 크롬, 나트륨과 같은 물 불순물에 민감하고 화재 위험이 발생하기 쉽습니다. 현재 피엠에스 전해조의 전극 면적은 2000cm²에 접근하지만 단일 스택으로 메가 수준 목표를 달성하기에는 여전히 상당한 격차가 있습니다. 또한, 대용량 메가 수준 피엠에스 전해조의 신뢰성과 수명은 여전히 검증이 필요합니다.
피엠에스 시스템 구성 요소는 알칼리성 시스템보다 훨씬 간단하며, 일반적으로 순환 펌프, 열교환기, 압력 제어 및 애노드(산소) 측 모니터링 장비만 필요합니다. 캐소드 측에는 가스 분리기, 잔류 산소를 제거하기 위한 탈산소화 장비, 가스 건조기 및 압축기와 같은 구성 요소가 일반적으로 필요합니다. 피엠에스 시스템은 대기압, 차압 및 평형 압력 조건에서 작동할 수 있어 비용, 시스템 복잡성 및 유지 관리 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
균형 압력 조건:전해조의 양쪽은 모두 동일한 압력에서 작동하며, 산소와 수소 압력을 조절하는 밸브에 의해 제어됩니다.
기압 조건 (<1 atm):양극에 물이 존재하고 셀 전압이 주변 온도에서 열 중립 셀 전압을 초과하면 전극에서 수소와 산소가 생성됩니다.
차압 조건:피엠에스 멤브레인 전해질은 3-7MPa의 압력 차이에서 작동할 수 있지만, 기계적 견고성을 높이고 가스 투과를 줄여 효율성을 보장하기 위해 더 두꺼운 멤브레인이 필요합니다. 또한, 고압으로 인해 투과되는 수소를 다시 물로 전환하기 위해 일반적으로 추가 촉매가 필요합니다.
