PEM

PEM (Proton Exchange Membrane), česky protonová výměnná membrána, je klíčovou součástí některých typů palivových článků a elektrolyzérů. Zde jsou hlavní informace o PEM:

1. Definice:
- PEM je tenká polymerní membrána, která umožňuje průchod protonů (H+ iontů), ale blokuje průchod elektronů a plynů.

2. Materiál:
- Nejčastěji se používá Nafion (perfluorovaný polymer s sulfonovými skupinami)
- Vyvíjejí se i alternativní materiály pro lepší výkon nebo nižší náklady

3. Funkce v palivovém článku:
- Odděluje anodu od katody
- Umožňuje průchod protonů z anody na katodu
- Blokuje přímý průchod elektronů, nutí je procházet vnějším obvodem

4. Funkce v elektrolyzéru:
- Podobná jako v palivovém článku, ale proces probíhá opačným směrem
- Odděluje vznikající vodík a kyslík

5. Výhody:
- Vysoká vodivost protonů
- Chemická stabilita
- Mechanická odolnost

6. Výzvy:
- Citlivost na vysychání (potřeba udržovat správnou hydrataci)
- Vysoká cena (zejména Nafionu)
- Omezení provozní teploty (typicky do 80-90°C)

7. Aplikace:
- PEM palivové články (např. v automobilech)
- PEM elektrolyzéry pro výrobu vodíku
- Některé senzory plynů

8. Výzkum a vývoj:
- Snaha o zvýšení výkonu a životnosti
- Hledání alternativních materiálů
- Optimalizace pro různé provozní podmínky

9. Význam pro vodíkové technologie:
- PEM je klíčová pro efektivní konverzi mezi elektrickou energií a vodíkem
- Důležitá součást "vodíkové ekonomiky"