Ein PEM-Elektrolyseur (Proton Exchange Membrane) besteht aus mehreren Komponenten, darunter:
Elektrolytmembran: Dies ist eine dünne, protonenleitende Membran, die den Anoden- und Kathodenraum im Elektrolyseur trennt. Es lässt nur positiv geladene Wasserstoffionen (Protonen) durch, während es die negativ geladenen Elektronen blockiert.
Anode: Dies ist die Elektrode, an der Wasser oxidiert wird, um Sauerstoffgas und positiv geladene Wasserstoffionen (Protonen) zu erzeugen. Die Anode besteht üblicherweise aus einem korrosionsbeständigen Metall wie Titan oder Platin.
Kathode: Dies ist die Elektrode, an der sich die positiv geladenen Wasserstoffionen (Protonen) und negativ geladenen Elektronen verbinden, um Wasserstoffgas zu erzeugen. Auch die Kathode besteht meist aus einem korrosionsbeständigen Metall, beispielsweise Platin.
Bipolarplatten: Dabei handelt es sich um dünne, flache Platten, die im Elektrolyseur als Elektroden dienen und auch zur gleichmäßigen Verteilung der Wasserstoff- und Sauerstoffgase beitragen. Bipolarplatten bestehen typischerweise aus einem leitfähigen Material wie Graphit oder Edelstahl.
Gasdiffusionsschichten (GDLs): Dies sind poröse, elektrisch leitende Materialien, die zwischen den Bipolarplatten und den Anoden- und Kathodenelektroden platziert werden, um die gleichmäßige Verteilung der Reaktionsgase zu unterstützen und die Produktgase von den Reaktionsstellen zu entfernen.
Endplatten und Dichtungen: Diese Komponenten dienen dazu, den Elektrolyseur hermetisch abzudichten und so ein Austreten von Reaktanten- und Produktgasen zu verhindern.
Insgesamt ermöglicht die Kombination dieser Komponenten, dass der PEM-Elektrolyseur Wasser mit hoher Effizienz und Zuverlässigkeit in Wasserstoff- und Sauerstoffgase spaltet.
