Máy điện phân PEM của ITM Power là hệ thống điện phân màng trao đổi proton (PEM) nước tinh khiết được phát triển bởi công ty ITM Power có trụ sở tại Anh, đặc biệt dành cho sản xuất hydro xanh. Toàn bộ dòng sản phẩm bao gồm các cụm thiết bị tiêu chuẩn hóa, và mẫu sản phẩm chủ lực, NEPTUNE 2MW, hiện đang hoạt động liên tục tại nhiều trạm tiếp nhiên liệu hydro và các dự án thay thế hydro phế phẩm công nghiệp trên khắp Bắc Mỹ và Châu Âu. Nhiều nhân viên vận hành và bảo trì mới làm quen với hệ thống ITM Power thường áp dụng kinh nghiệm của họ với máy điện phân kiềm, cho rằng các hệ thống này cũng sử dụng catốt niken và anốt titan . Tuy nhiên, ITM Power chuyên về điện phân nước PEM tinh khiết, sử dụng thiết kế điện cực hoàn toàn khác: anốt bao gồm chất nền titan được phủ oxit iridi, trong khi catốt bao gồm các hạt nano bạch kim được tải lên giấy carbon. ITM Power chính thức không bao giờ bán riêng các tấm anốt; họ chỉ chấp nhận toàn bộ cụm anốt được trả lại nhà máy Manchester để phủ lại và lắp đặt lại. Giá chào bán cho việc tân trang một cụm điện phân đơn (1 MW) vào năm 2025 là 115.000 đô la, bao gồm việc bổ sung kim loại iridium và các gioăng mới. Mô hình tái chế và tân trang toàn bộ cụm điện phân này có nghĩa là không thể thay thế bất kỳ thành phần cốt lõi nào tiếp xúc với cụm điện cực màng tại địa điểm của khách hàng; việc quản lý phụ tùng thay thế phải tập trung hoàn toàn vào hệ thống vận hành (BOP). Việc lựa chọn và bảo trì các thành phần trong mỗi hệ thống con quyết định trực tiếp liệu máy điện phân ITM Power có thể đạt được tuổi thọ thiết kế của nó hay không.
ITM Power tích hợp các mô-đun chỉnh lưu IGBT của AEG Power Solutions vào mỗi hệ thống NEPTUNE 2MW, với hai tổ máy 1MW hoạt động song song. Đối với một dự án điện phân của ITM Power tại Texas, máy biến áp cách ly đầu vào và thiết bị đóng cắt chính được Eaton tích hợp theo yêu cầu của lưới điện địa phương. Các mô-đun nguồn chính hãng của AEG đôi khi có thể kích hoạt cảnh báo quá nhiệt sau khi hoạt động hơn 18.000 giờ. Giá thay thế cho một mô-đun (không bao gồm thuế) từ kho phụ tùng của Bắc Mỹ là 11.500 đô la; việc giữ một mô-đun tại chỗ có thể tiết kiệm ít nhất 72 giờ thời gian ngừng hoạt động.
Hệ thống ITM Power yêu cầu điện trở suất của nước cấp phải luôn lớn hơn 18 MΩ•cm và được trang bị tiêu chuẩn hệ thống lọc nước RO hai cấp kết hợp EDI của Veolia hoặc Evoqua. Tại một địa điểm ở miền bắc nước Đức do ITM Power trực tiếp bảo trì, do độ cứng của nước thô cao, các lõi lọc bông PP 10 inch của Evoqua phải được thay thế ba tháng một lần; giá đơn vị là 12,80 đô la khi mua số lượng lớn từ Grainger ở Mỹ. Theo hướng dẫn bảo trì sau bán hàng của ITM Power, nhựa trao đổi ion hỗn hợp bên trong mô-đun EDI phải được thay thế và nạp lại hoàn toàn hàng năm; gói dịch vụ bao gồm cả nhân công được báo giá 4.200 đô la mỗi lần đến, đây là chi phí cố định.
Mỗi mạch quản lý nhiệt của máy điện phân ITM Power đều được trang bị bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hàn toàn phần Alfa Laval và bơm ly tâm đa tầng thẳng đứng bằng thép không gỉ Grundfos CR Series. Các phớt cơ khí trên bơm Grundfos rất dễ bị rò rỉ nhỏ sau khoảng 15.000 giờ hoạt động; một bộ phớt thay thế chính hãng có giá 680 đô la khi mua ở Đức. ITM Power đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về kiểm soát nhiệt độ nước làm mát đầu ra, với độ dao động không vượt quá ±1,5°C. Do đó, van điều khiển điện Siemens được sử dụng rộng rãi trong mạch, và vì bộ truyền động van hoạt động thường xuyên, nên nên dự trữ chúng làm phụ tùng thay thế; mỗi chiếc có giá 2.100 đô la.
Các tấm anot trong máy điện phân PEM của ITM Power được làm bằng titan với lớp phủ oxit iridi, trong khi các tấm catốt và tấm lưỡng cực cũng sử dụng rộng rãi titan với lớp phủ chống giòn hydro. Công ty Tái chế Kim loại Quý DONGSHENG sẵn sàng mua các vật liệu phế liệu này với giá cao. Lượng iridi trên anot ước tính khoảng 1,5 đến 2 kg/megawatt. Dựa trên báo giá mới nhất từ trang giá kim loại quý của DONGSHENG tính đến ngày 6 tháng 7 năm 2026—trong đó niêm yết bột iridi ở mức 7.688 đô la Mỹ/ounce—giá trị nguyên liệu thô của riêng iridi đã vượt quá 442.091 đô la Mỹ. Lượng bạch kim trên catốt khoảng 0,2–0,4 miligam/cm²; mặc dù tổn thất cực kỳ thấp, nhưng vẫn chịu ảnh hưởng bởi sự biến động của thị trường kim loại quý. Lớp vận chuyển bằng sợi titan xốp đặc trưng của ITM Power bị lún sâu vào bề mặt màng sau thời gian hoạt động dài; Một khi hiện tượng kết dính xảy ra, cả cụm điện cực màng và lớp nỉ titan đều phải được thay thế đồng thời, phát sinh thêm chi phí vượt quá 35.000 đô la mỗi lần. Do đó, nhóm kỹ thuật tại chỗ luôn duy trì điện trở suất của nước đầu vào cực dương ở mức 18,2 MΩ•cm hoặc cao hơn và đảm bảo chênh lệch áp suất không bao giờ vượt quá 0,5 bar để bảo vệ các bộ phận bằng titan và kim loại quý không thể thay thế này.
Khí hydro thoát ra từ thiết bị điện phân ITM Power, sau khi tách nước, sẽ đi vào bộ phận sấy và tinh chế. Mô-đun lọc và sấy kết hợp được thiết kế riêng từ Parker Hannifin chứa các sàng phân tử và chất xúc tác khử oxy. Các hộp lọc chính xác 0,01 micron của nó sẽ kích hoạt báo động khi chênh lệch áp suất đạt đến một ngưỡng nhất định sau khoảng 6.000 chu kỳ khởi động-dừng; một hộp lọc có giá 345 đô la khi được vận chuyển trực tiếp từ kho hậu mãi của ITM Power tại Bắc Mỹ. Nếu máy phân tích oxy laser Siemens được chọn trong hợp đồng hệ thống, mô-đun nguồn sáng của nó có tuổi thọ dự kiến chỉ 5 năm, với chi phí thay thế là 3.800 đô la.
Mỗi máy điện phân ITM Power phải được trang bị ít nhất 8 bộ truyền tín hiệu điểm sương Michell, 6 đầu dò điện trở suất Mettler Toledo và hàng chục điểm phát hiện rò rỉ hydro Honeywell. Bộ truyền tín hiệu điểm sương là bộ phận dễ bị sai lệch nhất; theo hướng dẫn bảo trì của ITM Power, chúng phải được gửi về nhà máy để hiệu chuẩn hai năm một lần, với chi phí cho một lần hiệu chuẩn tại nhà máy Michell ở Anh là 650 đô la. Sau sự cố ngưng tụ vào mùa đông tại trạm tiếp nhiên liệu hydro Hamburg, chi phí vận chuyển khẩn cấp bằng đường hàng không một đầu dò Michell - bị hỏng tại chỗ - đến trạm đã lên tới 2.400 đô la; do đó, các nhà quản lý trạm giàu kinh nghiệm luôn dự trữ ít nhất hai đầu dò đã được hiệu chuẩn.
Áp suất đầu ra của hệ thống ITM Power thường vào khoảng 30 bar. Nếu cần nạp khí vào các xe moóc ống dài, phải sử dụng máy nén màng PDC Machines làm thiết bị bên ngoài. Máy nén này cần bảo dưỡng định kỳ sau mỗi 4.000 giờ hoạt động tích lũy để thay thế màng ngăn, phớt dầu thủy lực và vòng dẫn hướng. Giá niêm yết công khai tại Bắc Mỹ cho gói bảo trì tiêu chuẩn tại nhà máy PDC là 14.200 đô la. Bộ tích áp hấp thụ xung Parker, được kết nối nối tiếp giữa đầu ra của máy nén và hệ thống ITM Power, yêu cầu thay thế màng ngăn bắt buộc sau mỗi ba năm với chi phí đơn vị là 1.800 đô la; chi phí này thường bị bỏ qua trong các mô hình tài chính dự án.
Ngôn ngữ
