إن إنتاج الهيدروجين الأخضر يعني تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء، ولكن الكيمياء الموجودة داخل المحلل الكهربي تكون أكثر قسوة على المواد مما توحي به المدخلات والمخرجات البسيطة: المحاليل الكاوية المركزة، والأغشية شديدة الحموضة وعالية الأكسدة، والخلايا الخزفية- ذات درجة الحرارة العالية، وغاز الهيدروجين نفسه، كلها تهاجم المعادن التقليدية بطرق مختلفة.
الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكلليست اختيارات مادية عرضية في تصميم المحلل الكهربي - ولكنها هي التي تسمح لهذه الأنظمة بالعمل بشكل موثوق لسنوات في ظل ظروف من شأنها أن تؤدي بسرعة إلى تحلل الفولاذ الكربوني أو البدائل ذات الدرجة الأقل-. يشرح هذا الدليل تقنيات التحليل الكهربائي الثلاثة الرئيسية، وآليات التآكل والتقصف المحددة التي تقدمها كل واحدة منها، ولماذا يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل المواد المفضلة في جميع أنحاء الصناعة.
ما هي الأنواع الرئيسية لمحللات الماء الكهربائية، وما أهمية اختيار المواد؟
تعمل تقنيات المحلل الكهربائي الثلاثة السائدة - القلوية (AWE)، وغشاء تبادل البروتون (PEM)، والأكسيد الصلب (SOEC) - على إنشاء بيئة كيميائية وحرارية مختلفة بشكل أساسي داخل الخلية، مما يعني أنه لا يمكن تعميم اختيار المواد عبر التقنيات؛ إن مادة جيدة-مناسبة لأحد أنواع المحللات الكهربية يمكن أن تفشل بسرعة في نوع آخر.
تستخدم المحللات الكهربائية القلوية محلول هيدروكسيد البوتاسيوم المركز (KOH) كإلكتروليت وتعمل عند درجة حرارة معتدلة. تستخدم المحللات الكهربائية PEM غشاء بوليمر صلب وتولد بيئة حمضية قوية وعالية الأكسدة عند الأنود، حيث يتطور الأكسجين. تعمل المحللات الكهربية للأكسيد الصلب (SOEC) عند درجة حرارة عالية جدًا باستخدام إلكتروليت سيراميك، مما يؤدي إلى استبدال الاعتدال الكهروكيميائي ببيئة أكسدة حرارية وعالية الحرارة - بدلاً من ذلك. نظرًا لأن هذه البيئات الثلاث تتعارض كيميائيًا تقريبًا مع - القلوية القوية، والحمضية القوية، والأكسدة ذات درجة الحرارة العالية-، على التوالي -، فإن المادة التي تحقق أفضل أداء في إحداها غالبًا ما تكون اختيارًا سيئًا في أخرى، ولهذا السبب تكون مواصفات مادة المحلل الكهربي خاصة بالتكنولوجيا- وليست قائمة مواد عالمية واحدة.
مقارنة-جنبًا إلى جنب-جنبًا إلى جنب بين التقنيات الثلاثة وآثارها المادية:
|
مميزة |
القلوية (AWE) |
PEM (غشاء تبادل البروتون) |
SOEC (أكسيد صلب) |
|
المنحل بالكهرباء / البيئة |
محلول KOH مركّز (≈ 20-30٪ بالوزن)، قلوي بقوة |
غشاء بوليمر صلب، شديد الحموضة وشديد الأكسدة عند الأنود |
أكسيد السيراميك الصلب،-بيئة غازية ذات درجة حرارة عالية |
|
درجة حرارة التشغيل النموذجية |
≈ 70-90 درجة |
≈ 50-80 درجة |
≈ 700-850 درجة |
|
المواد الهيكلية / الخلوية الأولية |
فولاذ مطلي بالنيكل-، وأقطاب كهربائية شبكية من النيكل، وأغطية وأنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي |
ألواح تيتانيوم ثنائية القطب ومجمعات التيار (غالبًا ما تكون-مغطاة بالمعدن الثمين)، وميزان من الفولاذ المقاوم للصدأ-من-النبات |
وصلات بينية من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الحديدي أو السبائك الفائقة القائمة على-النيكل، ومكونات مانعة للتسرب تعتمد على النيكل- |
|
التهديد المادي السائد |
التآكل الكاوي (القلوي) والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي عند درجات حرارة مرتفعة |
تآكل جانبي حمضي وعالي الأكسدة -. |
-الأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة، والكبريتات، وإجهاد التدوير الحراري |
|
لماذا يتم استخدام سبائك الفولاذ/النيكل |
الفولاذ الأوستنيتي يقاوم الهجوم الكاوي. النيكل مستقر للغاية في حالة KOH الساخنة |
غير القابل للصدأ بشكل عام غير كافي عند الأنود؛ تتعامل سبائك التيتانيوم والنيكل مع توازن -المهمة الجانبية للمصنع والكاثود- |
السبائك القائمة على النيكل- والفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد المتخصص تقاوم الأكسدة في درجات الحرارة العالية- وتتوافق مع التمدد الحراري للخلايا الخزفية |
الجدول 1. مقارنة البيئات القلوية، PEM، والمحلل الكهربائي بأكسيد صلب وآثارها المادية الأولية.
لماذا يعتبر التقصف الهيدروجيني أحد الاعتبارات الحاسمة في تصميم مواد المحلل الكهربائي؟
التقصف الهيدروجيني - فقدان الليونة وصلابة الكسر الذي يحدث عندما ينتشر الهيدروجين الذري في الشبكة البلورية للمعدن - هو تصميم-قلق بالغ الأهمية في المحلل الكهربي ومعدات معالجة الهيدروجين- لأن العملية تولد الهيدروجين فعليًا عند الكاثود، ويتم تحديد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في جزء كبير منه لأن بنيتها البلورية تقاوم هذا التحلل بشكل أفضل بكثير من العديد من أنواع الفولاذ البديلة.
يحدث تقصف الهيدروجين عندما تنتشر ذرات الهيدروجين في المعدن وتتجمع عند حدود الحبوب أو الشوائب أو المناطق ذات تركيز الضغط العالي، مما يقلل من قدرة المعدن على التشوه اللدن قبل الكسر. تعتمد شدة هذا التأثير بشكل كبير على البنية البلورية للمعدن: هياكل الجسم-المكعب المكعب (BCC)، الموجودة في الفولاذ الحديدي والمارتنسيتي وفي-الكربون العالي القوة والفولاذ-السبائكي المنخفض، تكون بشكل عام أكثر عرضة للتقصف الهيدروجيني من الهياكل المكعبة المركزة على الوجه -الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي وسبائك النيكل.
يعد هذا الاختلاف الهيكلي سببًا رئيسيًا في تحديد درجات الأوستنيتي مثل 316L على نطاق واسع للهيدروجين-الأنابيب الملامسة والتركيبات ومكونات الضغط في أنظمة التحليل الكهربي - ليس فقط لمقاومة التآكل العامة، ولكن على وجه التحديد لأن شبكة FCC الخاصة بها توفر مقاومة أفضل بشكل كبير للتشقق الناتج عن الهيدروجين- في عملية حيث يكون التعرض للهيدروجين متأصلًا في التشغيل العادي، وليس خطرًا عرضيًا.
ما هي درجات الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في المحللات الكهربائية القلوية، ولماذا؟
يعتبر الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ، بشكل أساسي 316/316L، هو الاختيار القياسي لمبيت المحلل الكهربائي القلوي، والأنابيب، والمكونات الهيكلية لأنها تقاوم الهجوم من هيدروكسيد البوتاسيوم الساخن المركز بشكل أفضل بكثير من الفولاذ الكربوني، في حين يتم حجز المكونات المطلية بالنيكل والنيكل - لمستوى العمل الأكثر عدوانية للإلكترود- داخل نفس النظام.
يعتبر KOH المركز عند درجة حرارة مرتفعة عدوانيًا تجاه العديد من المعادن الشائعة، وخاصة الفولاذ الكربوني والدرجات المنخفضة من السبائك المقاومة للصدأ، والتي يمكن أن تعاني من تآكل عام متسارع أو تشقق بسبب الإجهاد الكاوي في ظل التعرض المستمر. يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 316/316L، مع إضافة الموليبدينوم الذي يعمل على تحسين المقاومة للهجوم الموضعي، بشكل جيد كمادة هيكلية ومواد أنابيب في هذه البيئة عبر نطاق درجة حرارة التشغيل النموذجي للمحلل الكهربائي القلوي.
على سطح القطب نفسه، حيث تكون كثافة التيار والكيمياء المحلية شديدة للغاية، تتقدم العديد من تصميمات المحلل الكهربي القلوي إلى الفولاذ المطلي بالنيكل أو -النيكل، نظرًا لأن النيكل النقي تجاريًا يوفر مقاومة متميزة للبيئات الكاوية الساخنة - مما يوضح نمطًا أوسع في تصميم المحلل الكهربي: غالبًا ما تتصاعد درجة المواد من الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي في ميزان -المصنع إلى النيكل أو السبائك الأعلى عند النقاط الأكثر تطلبًا كيميائيًا في الخلية.
لماذا تتطلب أجهزة التحليل الكهربائي PEM مواد مختلفة عن الأنظمة القلوية؟
تتطلب المحللات الكهربية PEM التيتانيوم - وليس الفولاذ المقاوم للصدأ - للألواح ثنائية القطب الجانبية للأنود- ومجمعات التيار لأن الجمع بين الحموضة القوية وإمكانية الأكسدة العالية في أنود PEM يكسر طبقة أكسيد الكروم السلبية التي تحمي الفولاذ المقاوم للصدأ، بينما يشكل التيتانيوم طبقة أكسيد مستقرة تظل واقية في ظل هذه الظروف المحددة.
تعتمد مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ على طبقة خاملة رقيقة من أكسيد الكروم- ذاتية الإصلاح، والتي تعمل بشكل جيد في البيئات المحايدة والقلوية ولكن يمكن أن تتعرض للخطر في الظروف الحمضية الشديدة والأكسدة العالية - على وجه التحديد البيئة المتولدة عند أنود المحلل الكهربي PEM أثناء تطور الأكسجين.
تظل طبقة الأكسيد الواقية من التيتانيوم مستقرة في ظل هذه الظروف بطريقة لا تكون كذلك في الفولاذ المقاوم للصدأ، وهذا هو السبب في أن التيتانيوم، غالبًا ما يكون مطليًا بطبقة رقيقة من مجموعة المعدن البلاتينية- لتحسين التوصيلية وحماية السطح بشكل أكبر، هو المادة القياسية لأنود PEM-الألواح ثنائية القطب الجانبية ومجمعات التيار. يظل الفولاذ المقاوم للصدأ مفيدًا في أي مكان آخر في نظام PEM - توازن-أنابيب المصنع، والمكونات الجانبية للكاثود الأقل عدوانية-، والإطار الهيكلي - وهذا هو السبب في أن مواصفات مادة المحلل الكهربي PEM عادةً ما تكون عبارة عن مزيج متعمد من التيتانيوم في النقاط الأكثر عدوانية والفولاذ المقاوم للصدأ في كل مكان تسمح به البيئة.
ما الدور الذي تلعبه سبائك النيكل في التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب عند درجة الحرارة المرتفعة؟
تعمل السبائك الفائقة المعتمدة على النيكل- والفولاذ الحديدي المقاوم للصدأ كوصلات بينية ومكونات هيكلية في المحللات الكهربية للأكسيد الصلب لأنها يجب أن تقاوم في نفس الوقت الأكسدة في درجات الحرارة العالية-، وتتحمل التدوير الحراري المتكرر، وتظل موصلة للكهرباء عند درجة حرارة 700-850 درجة - وهي مجموعة من المتطلبات التي لا يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ التقليدي والفولاذ الكربوني تلبيتها.
توجد وصلات SOEC بين الخلايا الفردية، وتحمل تيارًا كهربائيًا أثناء فصل بيئات غاز جانب الهيدروجين-وجانب الأكسجين-، ويجب أن تفعل ذلك بشكل مستمر عند درجات حرارة حيث يتأكسد الفولاذ العادي بسرعة ويفقد سلامته الميكانيكية. تمت صياغة الفولاذ الحديدي المقاوم للصدأ المتخصص الذي تم تطويره خصيصًا لهذا التطبيق ليتوافق بشكل وثيق مع سلوك التمدد الحراري لمكونات الخلايا الخزفية - وهو أمر بالغ الأهمية لتجنب التشقق أثناء التدوير الحراري الملازم لبدء التشغيل وإيقاف التشغيل - أثناء تكوين مقياس أكسيد وقائي رقيق وموصل للكهرباء بدلاً من مقياس سميك عازل.
في الظروف الأكثر تطلبًا أو التصميمات ذات درجات الحرارة الأعلى-، تعمل السبائك الفائقة القائمة على النيكل- على توسيع هذه الإمكانية بشكل أكبر، مما يوفر قوة فائقة-لدرجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة حيث يصل الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد إلى حدوده العملية، مما يعكس نفس نمط تصاعد المواد-الذي يظهر في الأنظمة القلوية: الفولاذ المقاوم للصدأ للهيكل العام، وسبائك النيكل حيث تكون البيئة المحلية شديدة.
كيف تعمل الصفائح ثنائية القطب ومكونات الخلية على اختيار المواد؟
تعد الصفائح ثنائية القطب ومجمعات التيار من المكونات الأكثر تطلبًا من الناحية المادية في أي محلل كهربي لأنها يجب أن تكون في نفس الوقت موصلة كهربائيًا وقوية ميكانيكيًا ومعرضة مباشرة لأقسى بيئة كيميائية أو حرارية للخلية - ولهذا السبب تحدد هذه المكونات المحددة، أكثر من أي جزء آخر من النظام، اختيار المادة الرئيسية لكل تقنية محلل كهربي.
على عكس توازن-أنابيب المصنع أو الإطارات الهيكلية، والذي غالبًا ما يمكن تحديده بهامش تآكل مريح، تقع الصفائح ثنائية القطب عند الواجهة الكهروكيميائية المباشرة حيث تكون كثافة التيار ودرجة الحموضة المحلية وظروف الأكسدة أو الاختزال في أقصى حالاتها. إن المادة التي تعمل بشكل مناسب في بيئة النظام العامة من الممكن أن تفشل بسرعة عند اللوحة ثنائية القطب إذا كان فيلمها السلبي غير مستقر في ظل تلك الظروف المحلية المحددة.
هذا هو السبب الأساسي الذي يجعل أنظمة PEM تحدد التيتانيوم للألواح الجانبية -للأنود على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ مناسب تمامًا في أي مكان آخر في نفس النظام، ولماذا تتطلب وصلات SOEC البينية سبائك متخصصة مصممة لهذه الخدمة الحرارية والأكسدة المحددة بدلاً من -منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ أو النيكل المصممة لتطبيقات أخرى.
ملخص لسبائك محددة محددة عادة عبر مكونات المحلل الكهربائي:
|
سبيكة / مادة |
الاستخدام النموذجي للمحلل الكهربائي |
لماذا تم اختياره |
|
الفولاذ المقاوم للصدأ TP316/316L |
علب المحلل الكهربائي القلوي، والأنابيب، والخزانات؛ رصيد PEM-من-أنابيب المصنع |
هيكل الأوستنيتي يقاوم التآكل الكاوي والعام. مقاومة جيدة للتقصف الهيدروجيني بسبب التركيب البلوري FCC |
|
النيكل 200/201 (نيكل نقي تجاريًا) |
الأقطاب الكهربائية والمكونات الداخلية في KOH المركز الساخن (الأنظمة القلوية) |
مقاومة متميزة للتآكل الكاوي عند درجات الحرارة المرتفعة، أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ في الأعمال القلوية الأكثر عدوانية |
|
تيتانيوم (درجة 1/2، وغالبًا ما يكون من البلاتين-مجموعة-مطلي بالمعدن) |
لوحات PEM ثنائية القطب، ومجمعات التيار، والمكونات الجانبية للأنود-. |
يشكل طبقة أكسيد سلبية ثابتة وملتصقة في بيئة أنود PEM شديدة الحموضة والمؤكسدة حيث يتآكل الفولاذ المقاوم للصدأ |
|
السبائك الفائقة القائمة على النيكل- (على سبيل المثال، Inconel 625، Hastelloy C-276) |
-درجة حرارة عالية أو توازن شديد العدوانية-لمكونات النبات-؛ SOEC يربط والأختام |
ادمج -مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية مع القوة والمقاومة للتآكل الموضعي في ظروف العمليات الصعبة |
|
الفولاذ الحديدي المقاوم للصدأ المتخصص (على سبيل المثال، سبائك نوع Crofer-) |
الترابط بين SOEC |
التمدد الحراري يتطابق بشكل وثيق مع مكونات الخلايا الخزفية؛ يشكل مقياس أكسيد وقائي وموصل للكهرباء عند درجة حرارة التشغيل |
الجدول 2. اختيارات مشتركة من الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل والتيتانيوم عبر مكونات وتقنيات المحلل الكهربائي.
ما هي آليات التآكل التي تهدد مواد المحلل الكهربائي، وكيف تقاومها سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل؟
تواجه مواد المحلل الكهربائي التآكل العام، والتآكل الموضعي وتآكل الشقوق، والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي، والأكسدة في درجات الحرارة العالية-اعتمادًا على التكنولوجيا والموقع في النظام، ويقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل هذه الآليات في المقام الأول من خلال أفلام الأكسيد السلبي المستقر، وفي حالة النيكل، الاستقرار الكيميائي الجوهري في البيئات القلوية العدوانية.
التآكل العام - الفقد الموحد للمواد عبر سطح مكشوف - هو الآلية التي يكون بها الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ والنيكل أكثر فعالية بشكل موثوق ضد كل من البيئات القلوية والمحايدة، وذلك بفضل طبقات الأكسيد السلبي الخاصة بهما. يمثل التنقر الموضعي وتآكل الشقوق، الذي يركز الهجوم على مساحة سطحية صغيرة بدلاً من نشره بشكل موحد، خطرًا أكبر أينما توجد الكلوريدات أو الأنواع العدوانية الأخرى، وهو جزء من سبب تحديد درجات تحمل الموليبدينوم-مثل 316L بشكل متكرر على 304L القياسي في توازن-مكونات النبات المعرضة لمياه معالجة ذات نقاء غير مؤكد.
تكسير التآكل الإجهادي - مزيج من إجهاد الشد وبيئة تآكل محددة تنتج تشققًا أقل بكثير من حد القوة الطبيعي للمادة - هو مصدر قلق خاص في خدمة المواد الكاوية الساخنة المركزة، مما يعزز أهمية اختيار الدرجة الصحيحة، وفي بعض التصميمات، تخفيف الضغط -من المكونات الملحومة في بناء المحلل الكهربي القلوي. تتم مقاومة الأكسدة ذات درجة الحرارة العالية-، وهي التهديد السائد في أنظمة SOEC، من خلال تكوين مقياس أكسيد مستقر وملتصق وموصل للكهرباء بشكل مثالي - وهو الهدف الهندسي المحدد وراء الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد المتخصص وسبائك النيكل الفائقة المستخدمة كوصلات بينية لـ SOEC.
كيف يجب على المهندسين اختيار المواد لتحقيق التوازن بين-مكونات النبات؟
يجب أن يكون توازن اختيار المواد النباتية -من-معتمدًا على التعرض للسوائل ودرجة الحرارة والهيدروجين المحددة في كل نقطة في النظام بدلاً من تطبيق مواصفات مادة واحدة بشكل موحد في جميع أنحاء المصنع، نظرًا لأن أقسى ظروف المحلل الكهربي تكون عادةً محلية في مكونات محددة بدلاً من أن تكون موحدة في جميع أنحاء المصنع.
منهج عملي لتحقيق التوازن-في-اختيار المواد النباتية:
1. رسم خريطة للبيئة المحلية الفعليةعند كل مكون - من تركيز الإلكتروليت ودرجة الحرارة، والتعرض الجانبي للغاز-الجانبي مقابل السائل-، والقرب من مجموعة الخلايا - بدلاً من افتراض الظروف على مستوى النظام- تنطبق بشكل موحد.
2. الافتراضي هو الفولاذ المقاوم للصدأ 316/316Lللأنابيب العامة، والخزانات، والمكونات الهيكلية في القلوية وتوازن PEM-في-خدمة المصنع، والترقية إلى سبائك النيكل فقط حيثما تتطلب الظروف المحلية ذلك على وجه التحديد.
3. تعامل مع المكونات الملامسة للهيدروجين-كفئة مميزة،تفضيل درجات الفولاذ الأوستنيتي على بدائل الحديد أو المارتنسيت-الأعلى قوة خصيصًا لمقاومتها الفائقة للتقصف الهيدروجيني.
4. احتياطي سبائك التيتانيوم والنيكل الفائقةللمواقع المحددة عالية الخطورة - أنود PEM-والمكونات الجانبية ووصلات SOEC البينية - حيث من المعروف أن الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي غير مناسب، بدلاً من الإفراط في-تحديد السبائك المتميزة في جميع أنحاء النظام.
5. التحقق من صحة إجراءات اللحام والتصنيعبالنسبة للدرجات المختارة، نظرًا لأن اللحام غير المناسب يمكن أن يؤدي إلى تدهور مقاومة التآكل محليًا (من خلال التحسس أو الإجهاد المتبقي) حتى عندما تكون مواصفات المادة الأساسية صحيحة.
الأسئلة المتداولة
هل يمكن استخدام الفولاذ الكربوني القياسي في أي مكان في محلل كهربائي للهيدروجين الأخضر؟
يتم عمومًا تجنب تلامس الفولاذ الكربوني بشكل مباشر مع الأسطح المتغيرة للإلكتروليت أو غاز الهيدروجين أو الأكسجين-بسبب مخاوف التآكل وتقصف الهيدروجين؛ ويقتصر استخدامه عادةً على الإطارات الهيكلية الخارجية غير المبللة أو التطبيقات ذات الطبقة الواقية المناسبة ونسبة التآكل المسموح بها.
لماذا لا يتم استخدام التيتانيوم ببساطة في كامل المحلل الكهربائي PEM بدلاً من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
يتم حجز التيتانيوم للمكونات الجانبية المحددة للأنود-حيث تكون خصائصه المقاومة للحمض- والأكسدة- ضرورية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن طلاءات مجموعة التيتانيوم والبلاتين- أكثر تكلفة بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ؛ إن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ حيثما تسمح البيئة بذلك يحافظ على تكلفة المواد الخاصة بالنظام بما يتناسب مع الخطورة المحلية الفعلية.
هل يؤثر التقصف الهيدروجيني على سبائك النيكل وكذلك الفولاذ المقاوم للصدأ؟
تُظهر سبائك النيكل عمومًا مقاومة جيدة للتقصف الهيدروجيني نظرًا لبنيتها البلورية FCC، على غرار الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، على الرغم من أن القابلية للتأثر لا تزال تختلف حسب سبيكة معينة ومستوى القوة وحالة الخدمة، لذلك يجب تأكيد توافق الهيدروجين للسبائك والتطبيق المحدد بدلاً من افتراضه عالميًا.
كيف يؤثر اختيار مادة المحلل الكهربائي على تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
يعد اختيار المواد عاملاً مهمًا في زيادة تكلفة رأس المال، خاصة بالنسبة لأنظمة PEM حيث تضيف طبقات الطلاء المصنوعة من التيتانيوم والبلاتين- نفقات كبيرة؛ وهذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل أبحاث المواد الجارية تهدف إلى تقليل-تحميل المعادن الثمينة وتحديد بدائل منخفضة التكلفة-دون التضحية بمقاومة التآكل والتقصف التي تتطلبها هذه المكونات.
هل نفس درجات الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في المحللات الكهربائية تستخدم أيضًا في تخزين الهيدروجين وخطوط الأنابيب؟
يتم استخدام الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ مثل 316L على نطاق واسع عبر سلسلة قيمة الهيدروجين، بما في ذلك التخزين والأنابيب، إلى حد كبير لنفس أسباب مقاومة تقصف الهيدروجين التي تمت مناقشتها هنا، على الرغم من أن اختيار خطوط الأنابيب ومواد التخزين يتضمن أيضًا اعتبارات إضافية للضغط والرمز والخدمة- المحددة تتجاوز خلية التحليل الكهربي نفسها.
