Da die Frage nach dem Vorteil von PEM zu Kapillarelektrolyseuren kam, stelle ich einen Artikel aus dem Annual Journal of Elektronics aus dem Jahr 2010 ein. Obwohl dieser Artikel etwas älter ist, werden hierin vier verschiedene Membrane aus Fasern in Elektrolyseuren getestet und verglichen.
1. PDC 95
2. Sontara
3. AMH5E-HD
4. VKP PES/SOL
Die generelle Problematik war, dass je nach Membran eine unterschiedliche Spannung im Elektrolyseur herrschte. Des weiteren waren die Membrane nicht vollständig undurchlässig für Gase, so dass im Test der Wasserstoff etwa 7% Sauerstoff enthielt. Das beste Ergebnis konnte mit dem PDC 95 erzielt werden. Eine weitere Problematik sind die Kosten der Membran. Demzufolge wäre die Optimierung eines auf Membranen basierenden Elektrolyseurs eine möglichst geringe Spannung, vollkommene Gasundurchlässigkeit und geringe Herstellungskosten der Membran. Diese generellen Probleme dürften sich auch auf eine aus Kapillaren bestehende Trenneinheit im Elektrolyseur übertragen.
Generelle Vorteile dieses Konzeptes sind:
- Aufgrund der weniger komplexen Peripherie ist die PEM-Elektrolyse dynamisch und für die Kopplung mit schwankenden Stromquellen gut geeignet.
- Ein Kaltstart dauert nur etwa 15 Minuten.
- Im Vergleich zur alkalischen Elektrolyse sind höhere Lastgradienten möglich.
- Die Reinheit des Wasserstoffs bleibt auch im Teil- und Überlastbetrieb erhalten.
Es erübrigt sich darauf hinzuweisen, dass das Wasser, welches verwendet wird destilliert sein muss, da eine Membran oder Kapillare sonst verstopfen. Natürlich gibt es Gegenden auf der Erde, wo reines Wasser nach wie vor rar ist. Ich könnte mir vorstellen, dass wenn im Rahmen eines Entwicklungsprojektes Elektrolyseure nach Afrika geliefert werden, irgendwann einfach Schmutzwasser reingetan wird und die Membrane kaputt gehen. Dieses Verschleissteil müsste demnach nachbestellbar und auswechselbar sein. Wie oft man so eine Membran im Schnitt wechseln muss ist mir nicht bekannt und ob ein Kapillarschwamm da resistenter und günstiger wäre. Aber die beigefügte Studie zeigt, dass man sich darüber Gedanken macht die Produktionskosten für Membrane zu verringern. Der Ersatzteilmarkt dürfte in wesentlichen Teilen davon abhängen.
(Verkleinert auf 28%)
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