Економіка «зеленого» водню стикається з-відомою перешкодою: виробничими витратами. Сьогодні виробництво кілограма водню з відновлюваних джерел повертає вам від 3,5 до 6,5 доларів США порівняно з 2,0–3,5 доларами США для природного -газу з уловлюванням вуглецю. Різниця в основному зводиться до суми, яку ви платите наперед за комплект електролізера. У конструкціях PEM лише біполярні пластини та дифузійні шари складають понад 40% вартості стека, що робить їх очевидною ціллю для зниження витрат. Платинований титановий фетр, який використовується на анодній стороні елемента, сприяє зниженню загальних витрат на водень через три різні канали.
Електроенергія зазвичай споживає від половини до трьох чвертей операційного бюджету для працюючого електролізера-цифри зазвичай падають від 47% до 78%, залежно від місцевих цін на електроенергію та ефективності системи. Завдяки нанесенню платини на титанові волокна контактний бар’єр на з’єднанні пластини каталізатора помітно знижується. Коли цей бар’єр знижений, омічні втрати зменшуються, і клітині потрібна менша напруга, щоб проштовхнути той самий струм. Менша напруга в елементі означає менше кіловат-годин споживання на кілограм виробленого водню.
Термін служби - ще один важливий фактор. Анодне середовище в комірці PEM, як відомо, агресивне-високий потенціал, сильна кислотність і велика кількість кисню. Титан витримує такі суворі навколишні умови краще, ніж більшість інших металів, тому одні лише титанові деталі можуть становити близько 70% витрат на матеріал для типового стека PEM. Платина робить тут дві речі-вона проводить струм і запобігає окисленню титану під ним. Без цього захисту на поверхні поступово утворилася б оксидна плівка, підвищуючи контактний опір і знижуючи продуктивність клітини. Покриття добре прилипає до титанової підкладки та швидко витримує циклічні нагрівання та повторне вмикання та вимикання, не відшаровуючись і не відшаровуючись. Дифузійний шар, який служить довше, дозволяє повернути початкові інвестиції в стек за більшу кількість робочих годин і більше виробництва водню, зменшуючи амортизаційний тягар на кожен кілограм.
Вищу щільність струму часто називають міцністю електролізу PEM, але ця міцність супроводжується суворішими вимогами до масового транспортування. Повсть має відкриту волокнисту структуру-приблизно 70% його об’єму займає порожній простір-тому рідке живлення може досягати каталізатора, а бульбашки кисню можуть без особливих проблем піти з поверхні. Це допомагає уникнути втрат концентрації та коливань напруги, які заважають погано розробленим дифузійним шарам. Коли газ швидко залишає електрод, елемент тримається стабільно при підвищеній щільності струму, перетворюючи ту саму активну область на більше водню за годину. Цей додатковий вихід з кожного стека знижує капітальні витрати, що відносяться до кожного кілограма виробленого водню.
Додайте ці три переваги-менше споживання електроенергії, довший термін служби та можливість працювати з вищою густиною струму-і виявиться, що платинований титановий повсть набагато більше, ніж простий провідний елемент. Це реально впливає на загальну економіку електролізу PEM. З огляду на те, що світовий ринок цього матеріалу, за прогнозами, зросте з приблизно 23 мільйонів доларів США у 2025 році до приблизно 125 мільйонів доларів США до 2032 року, його роль у зниженні вартості екологічно чистого водню стане лише більш помітною.
