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AEM과 PEM 전해저의 차이점은 무엇입니까?

2025-02-24

ⅰ. 제품 구조 차이

비교 치수	AEM 전해저	PEM 전해저
막 재료	음이온 교환 막 (OH 이온 전도), 일반적으로 알칼리 환경에서의 중합체 (예 : Quaternized Polyaryletherketone).	양성자 교환 막 (전도성 HATERING), 일반적으로 perfluorosulfonic acid 막 (예 : Nafion)은 안정성을 위해 산성 환경을 필요로한다.
촉매	비 절제 금속 촉매 (예 : 니켈 및 철 기반 재료)를 사용할 수 있으며, 이는 상대적으로 비용이 저렴합니다.	비 절제 금속 촉매 (예 : 니켈 및 철 기반 재료)를 사용할 수 있으며, 이는 상대적으로 비용이 저렴합니다.
전극 구조	다공성 전극은 일반적으로 알칼리 전해질 (예 : KOH 용액)과 결합되며, 막 양쪽에 액체 전해질이 있습니다.	고체 전해질, 전극은 막과 직접 접촉하고, 액체 전해질이 필요하지 않으며, 구조는 더 작다.
바이폴라 플레이트 재료	저렴한 금속 (예 : 스테인레스 스틸) 또는 흑연을 사용할 수 있으며 알칼리성 부식에 내성이 있습니다.	티타늄 또는 금도금 재료는 산성 부식을 피하기 위해 필요하며, 이는 비교적 비쌉니다.
작업 온도	일반적으로 60-80 ℃에서 막 안정성을 유지하려면 낮은 온도 작동이 필요합니다.	70-90 °에서 작동 할 수 있으며 일부 고압 설계는 더 높은 온도에 도달 할 수 있습니다.
시스템 압력	일반적으로 외부 압축 장비에 의존하는 저 중간 압력 범위 (<30 bar)에서.	고압 (> 30 bar)에서 직접 작동하여 후속 수소 압축 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

ⅱ. 성능 및 비용 비교

매개 변수	AEM 전해저	PEM 전해저
전류 밀도	낮은 (0.5-1.5 A/cm²)	높음 (1.5-3.0 A/cm²)
능률	약 60-70% (시스템 효율성)	약 70-80% (시스템 효율성)
시작 응답 속도	느리게 (전해질을 예열해야 함)	매우 빠른 (몇 초 만에 응답)
수명	약 20,000-40,000 시간 (막 안정성에 따라 다름)	약 50,000-80,000 시간 (귀금속 촉매는 내구성이 높습니다)
재료 비용	낮은 (비 임시 금속 촉매, 저렴한 양극성 판)	낮은 (비 임시 금속 촉매, 저렴한 양극성 판)
유지 보수 복잡성	높은 (알칼리 전해질을 정기적으로 교체해야 함)	낮은 (고체 전해질은 유지 보수가 없음)

ⅲ. 응용 프로그램 시나리오의 차이

1. 재생 에너지로부터의 수소 생산

● AEM 전해저 :

해당 시나리오: 중간 및 저 변동성 시나리오 (예 : 안정적인 풍력/수소), 대규모 수소 생산 프로젝트의 저비용 장기 작동이 필요합니다.

사례: 대형 오프 그리드 수소 생산국 및 산업 단지를위한 녹색 수소 공급.

● PEM 전해저 :

해당 시나리오: 매우 휘발성 재생 가능 에너지 (예 : 태양 광 발전, 불안정한 풍력 발전), 빠른 시작 및 정지 및 동적 응답이 필요합니다.

사례: 분산 에너지 시스템, 수소 생산 시설은 그리드 주파수 조절과 결합되었습니다.

2. 운송장

● AEM 전해저 :

해당 시나리오: 반응 속도에 대한 요구 사항이 낮은 수소 급유 스테이션 (비용에 민감한).

● PEM 전해저 :

해당 시나리오: 빠른 충전 및 고전력 밀도가 필요한 모바일 또는 소형 수소 급유 스테이션 (항구, 고속도로 서비스 구역).

3. 산업 응용

● AEM 전해저 :

해당 시나리오: 대규모 저비용 수소가 필요한 전통적인 화학 식물 (합성 암모니아, 정제)의 녹색 수소 대체.

● PEM 전해저 :

해당 시나리오: 고순수 수소 수요 (예 : 전자 산업, 연료 전지 차량), 고압 직접 수소 공급이 필요합니다.

4. 특별한 환경

● AEM 전해저 :

장점: 해수 담수화 결합 수소 생산에 적합한 알칼리성 환경에 내성이 있습니다 (전처리가 필요).

● PEM 전해저 :

장점: 산성 저항성, 고압, 심해 또는 극한 환경에서 소형 수소 생산에 적합합니다.

IV. 기술 개발 추세

●AEM 전해저 :

연구 방향: 고 안정성 음이온 교환 멤브레인의 개발, 비 배정 금속 촉매 최적화.

목표: 전류 밀도를 1.5-2.0 a/cm²로 증가시키고 수명을 50,000 시간 이상 연장하십시오.

● PEM 전해저 :

연구 방향: 귀금속 (백금 대신 이리듐과 같은)의 양을 줄이고 막의 기계적 강도를 향상시킵니다.

목표: 비용을 30%-50%줄이고 100%재생 가능 에너지 변동 시나리오에 적응합니다.

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