Mae economeg hydrogen gwyrdd yn wynebu-rhwystr adnabyddus: costau cynhyrchu. Heddiw, mae gwneud cilogram o hydrogen o ynni adnewyddadwy yn gosod $3.5 i $6.5 yn ôl, o gymharu â $2.0 i $3.5 ar gyfer y llwybr nwy naturiol gyda dal carbon. Mae'r gwahaniaeth yn dibynnu'n bennaf ar yr hyn rydych chi'n ei dalu ymlaen llaw am y pentwr electrolyzer. Mewn dyluniadau PEM, mae'r platiau deubegwn a'r haenau tryledu yn unig yn cyfrif am dros 40% o gost y pentwr, gan eu gwneud yn darged amlwg ar gyfer lleihau costau. Mae'r ffelt titaniwm platinedig a ddefnyddir ar ochr anod y gell yn cyfrannu at gostau hydrogen cyffredinol is trwy dair sianel wahanol.
Mae trydan fel arfer yn bwyta hyd at tua hanner i dri chwarter y gyllideb weithredu ar gyfer electrolyzer rhedeg-ffigurau yn gyffredinol yn disgyn rhwng 47% a 78%, yn dibynnu ar brisiau pŵer lleol ac effeithlonrwydd y system. Trwy ddyddodi platinwm ar y ffibrau titaniwm, mae'r rhwystr cyswllt ar y gyffordd plât catalydd yn gostwng yn amlwg. Gyda'r rhwystr hwnnw wedi'i ostwng, mae colledion ohmig yn crebachu, ac mae angen llai o foltedd ar y gell i wthio'r un cerrynt. Mae llai o foltedd ar draws y gell yn golygu bod llai o gilowat-oriau yn cael eu bwyta fesul cilogram o hydrogen a gynhyrchir.
Mae bywyd gwasanaeth yn ffactor pwysig arall. Mae'r amgylchedd anod mewn cell PEM yn hynod ymosodol-potensial uchel, asidedd cryf, a digonedd o ocsigen. Mae titaniwm yn gwrthsefyll yr amgylchoedd llym hyn yn well na'r rhan fwyaf o fetelau eraill, a dyna pam y gall rhannau titaniwm yn unig gynrychioli tua 70% o'r bil deunydd ar gyfer pentwr PEM nodweddiadol. Mae platinwm yn gwneud dau beth yma-mae'n cario cerrynt ac mae'n cadw'r titaniwm oddi tano rhag ocsideiddio. Heb yr amddiffyniad hwnnw, byddai ffilm ocsid yn ffurfio'n raddol ar yr wyneb, gan wthio ymwrthedd cyswllt i fyny a llusgo perfformiad celloedd i lawr. Mae'r gorchudd yn glynu'n dda i'r swbstrad titaniwm ac yn cymryd gwres seiclo a diffodd dro ar ôl tro wrth gamu, heb fflawio na phlicio i ffwrdd. Mae haen tryledu sy'n para'n hirach yn gadael i'r buddsoddiad ymlaen llaw yn y pentwr gael ei adennill dros nifer fwy o oriau gweithredu a mwy o gynhyrchu hydrogen, gan leddfu'r baich dibrisiant ar bob cilogram.
Cyfeirir at ddwysedd cerrynt uwch yn aml fel cryfder electrolysis PEM, ac eto mae'r cryfder hwnnw'n dod â gofynion llymach ar gyfer trafnidiaeth dorfol. Mae gan y ffelt strwythur agored, ffibrog-mae tua 70% o'i gyfaint yn ofod gwag-felly gall porthiant hylif gyrraedd y catalydd a gall swigod ocsigen ddianc o'r wyneb heb lawer o drafferth. Mae hyn yn helpu i osgoi'r colledion crynodiad a'r siglenni foltedd sy'n plagio haenau tryledu sydd wedi'u cynllunio'n wael. Pan fydd nwy yn gadael yr electrod yn gyflym, mae'r gell yn dal yn gyson ar ddwysedd cerrynt uchel, gan droi'r un ardal weithredol yn fwy o hydrogen yr awr. Mae'r allbwn ychwanegol hwnnw o bob pentwr yn lleihau'r gost cyfalaf y gellir ei phriodoli i bob cilogram o hydrogen a gynhyrchir.
Adiwch y tair mantais hynny-llai defnydd o drydan, bywyd gwasanaeth hirach, a'r gallu i redeg ar ddwysedd cerrynt uwch-ac mae'r ffelt titaniwm platinedig yn troi allan i fod yn llawer mwy nag elfen ddargludol syml. Mae'n gwneud gwahaniaeth gwirioneddol yn economeg gyffredinol electrolysis PEM. Gyda'r disgwyl i'r farchnad fyd-eang ar gyfer y deunydd hwn dyfu o tua $23 miliwn yn 2025 i tua $125 miliwn erbyn 2032, ni fydd ei ran wrth ostwng cost hydrogen gwyrdd ond yn dod yn fwy amlwg.
