Ekonomika zeleného vodíku čelí- dobře známé překážce: výrobním nákladům. Dnes vás výroba kilogramu vodíku z obnovitelných zdrojů vyjde na 3,5 až 6,5 USD ve srovnání s 2,0 až 3,5 USD za cestu zemního-plynu se zachycováním uhlíku. Rozdíl spočívá do značné míry v tom, co zaplatíte předem za zásobník elektrolyzéru. V návrzích PEM představují bipolární desky a difúzní vrstvy samotné více než 40 % nákladů na stoh, což z nich činí zřejmý cíl pro snížení nákladů. Platinovaná titanová plsť použitá na anodové straně článku přispívá ke snížení celkových nákladů na vodík prostřednictvím tří odlišných kanálů.
Elektřina obvykle spotřebuje přibližně polovinu až tři čtvrtiny provozního rozpočtu na běžící elektrolyzér-. Údaje se obecně pohybují mezi 47 % a 78 % v závislosti na místních cenách elektřiny a účinnosti systému. Nanesením platiny na titanová vlákna znatelně klesá kontaktní bariéra na spoji desky katalyzátoru. Když je tato bariéra snížena, ohmické ztráty se zmenšují a článek potřebuje méně napětí, aby tlačil stejný proud. Nižší napětí v článku znamená méně kilowatthodin spotřebovaných na kilogram vyrobeného vodíku.
Dalším důležitým faktorem je životnost. Prostředí anody v článku PEM je notoricky agresivní-vysoký potenciál, silná kyselost a dostatek kyslíku. Titan obstojí v těchto drsných prostředích lépe než většina ostatních kovů, a proto samotné titanové díly mohou představovat přibližně 70 % účtu za materiál pro typickou sadu PEM. Platina zde dělá dvě věci,-přenáší proud a chrání titan pod ní před oxidací. Bez této ochrany by se na povrchu postupně vytvořil oxidový film, který by tlačil kontaktní odpor nahoru a snižoval výkon buněk. Povlak dobře přilne k titanovému substrátu a přebírá tepelné cykly a opakované zapínání a vypínání v krocích, bez odlupování nebo odlupování. Difúzní vrstva, která vydrží déle, umožňuje návratnost počáteční investice do komína během většího počtu provozních hodin a větší produkce vodíku, čímž se snižuje amortizace každého kilogramu.
Vyšší proudová hustota je často uváděna jako síla PEM elektrolýzy, ale tato síla přichází s přísnějšími požadavky na hromadnou dopravu. Plsť má otevřenou, vláknitou strukturu-přibližně 70 % jejího objemu tvoří prázdný prostor-, takže kapalný materiál se může dostat ke katalyzátoru a bublinky kyslíku se mohou bez větších problémů dostat pryč z povrchu. To pomáhá vyhnout se ztrátám koncentrace a kolísání napětí, které trápí špatně navržené difúzní vrstvy. Když plyn opustí elektrodu rychle, článek se drží stabilně při zvýšených proudových hustotách a přeměňuje stejnou aktivní plochu na více vodíku za hodinu. Tento extra výstup z každého zásobníku snižuje kapitálové náklady připadající na každý kilogram vyrobeného vodíku.
Sečtěte tyto tři výhody-nižší spotřeba elektrické energie, delší životnost a možnost provozu při vyšších proudových hustotách- a platinovaná titanová plsť je mnohem víc než pouhý vodivý prvek. Je to skutečný rozdíl v celkové ekonomice elektrolýzy PEM. Vzhledem k tomu, že se předpokládá, že celosvětový trh s tímto materiálem vzroste z přibližně 23 milionů USD v roce 2025 na zhruba 125 milionů USD do roku 2032, bude jeho podíl na snižování nákladů na zelený vodík jen výraznější.
