पीईएमइलेक्ट्रोलाइज़र पतले का उपयोग करते हैंप्रोटॉन विनिमय झिल्ली(0.2 मिमी) और उन्नत संरचित इलेक्ट्रोड, जो कम प्रतिरोध और उच्च दक्षता की अनुमति देते हैं। परफ्लुओरोसल्फोनिक एसिड प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीएफएसए) में रासायनिक स्थिरता और यांत्रिक मजबूती होती है, जो 70 देहात तक के उच्च दबाव अंतर को झेलने में सक्षम है। हालांकि, अम्लीय वातावरण, उच्च वोल्टेज और एनोड पर ऑक्सीजन का विकास एक कठोर ऑक्सीडेटिव वातावरण बनाता है। इसलिए, इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में इरिडियम या प्लैटिनम जैसी महान धातुओं की आवश्यकता होती है, जो न केवल सेल घटकों के लिए दीर्घकालिक स्थिरता प्रदान करती हैं, बल्कि उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक चालकता भी प्रदान करती हैं, जिससे प्रतिक्रिया दक्षता में वृद्धि होती है। महान धातु उत्प्रेरक की उच्च लागत क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र की तुलना में पीईएम स्टैक के उच्च खर्च में योगदान करती है।
इसका डिजाइनपीईएमइलेक्ट्रोलाइज़र सिस्टम कॉम्पैक्ट और सीधे-सादे होते हैं, फिर भी वे पानी की अशुद्धियों जैसे कि लोहा, तांबा, क्रोमियम और सोडियम के प्रति संवेदनशील होते हैं, और आग लगने के खतरे से ग्रस्त होते हैं। वर्तमान में, पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़र का इलेक्ट्रोड क्षेत्र 2000 वर्ग सेमी तक पहुँच जाता है, लेकिन सिंगल स्टैक के साथ मेगावाट-स्तर के लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण अंतर बना हुआ है। इसके अतिरिक्त, बड़े मेगावाट-स्तर के पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़र की विश्वसनीयता और जीवनकाल को अभी भी सत्यापन की आवश्यकता है।
पीईएम सिस्टम घटक क्षारीय प्रणालियों की तुलना में बहुत सरल होते हैं, आमतौर पर एनोड (ऑक्सीजन) की तरफ केवल एक परिसंचारी पंप, हीट एक्सचेंजर, दबाव नियंत्रण और निगरानी उपकरण की आवश्यकता होती है। कैथोड की तरफ, गैस विभाजक, अवशिष्ट ऑक्सीजन को हटाने के लिए डीऑक्सीजनेशन उपकरण, गैस ड्रायर और कंप्रेसर जैसे घटकों की आमतौर पर आवश्यकता होती है। पीईएम सिस्टम वायुमंडलीय, अंतर और संतुलित दबाव स्थितियों के तहत काम कर सकते हैं, जो लागत, सिस्टम जटिलता और रखरखाव के खर्चों को कम करने में मदद करता है।
संतुलित दबाव की स्थिति:इलेक्ट्रोलाइजर के दोनों पक्ष समान दबाव पर संचालित होते हैं, जिसे ऑक्सीजन और हाइड्रोजन दबाव को नियंत्रित करने वाले वाल्वों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
वायुमंडलीय दबाव की स्थिति (<1 एटीएम):जब एनोड पर पानी मौजूद होता है और परिवेशी तापमान पर सेल वोल्टेज थर्मल न्यूट्रल सेल वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो इलेक्ट्रोड पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन उत्पन्न होते हैं।
विभेदक दबाव स्थिति:पीईएम मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलाइट 3-7 एमपीए के दबाव अंतर के तहत काम कर सकता है, लेकिन दक्षता सुनिश्चित करने के लिए यांत्रिक मजबूती बढ़ाने और गैस के प्रवेश को कम करने के लिए एक मोटी झिल्ली की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, उच्च दबाव के कारण प्रवेश करने वाले हाइड्रोजन को वापस पानी में बदलने के लिए आमतौर पर अतिरिक्त उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है।
