Топливные элементы с полимерно-электролитической мембраной (РЕМ — ПЗМ)

Электролит ПЭМ состоит из тончайшей полимерной пленки. Реакция в элементе эpтого типа протекает при температуре на уровне 80 °C, в силу чего возможности использования уходящего тепла ограничены. К качеству топливного газа и его подготовке предъявляются высокие требования.

Положительными качествами ПЭМ являются невысокие термические требования к материалу, высокая мощностная плотность и способность к быстрому и холодному пуску. Недостатком является то, что большая мощностная плотность обусловливает работу батареи элементов с высоким давлением. Это создает необходимость в дополнительных механических компонентах, затратах на регулирование и шумовой эмиссии.

Для ПЭМ требуется устройство предварительной газоподготовки, включающее в себя удаление серы и Shift-конвертор для оксидации вредного для стопки топливных элементов СО, так что загрязнение горючего газа должно быть сокращено до минимума.

На рис. 1 показана схема полной силовой установки с топливными элементами в том виде, в каком она разработана фирмой «Вайлант» для параллельной работы с сетью. Система в целом дополняется горелкой дожига (форсажной камерой), теплоносителем (теплопередачей) для отбора полезного тепла и инвертором (преобразователем постоянного тока в переменный).

Горелка дожига использует избыточный горючий газ стопки элементов для производства тепла, а инвертор преобразует постоянный ток стопки элементов в обычный для домашней электросети переменный ток. Топливные элементы ПЭМ при условии предварительного реформинга достигают электрического КПД порядка 40%.