La cella elettrolitica PEM è costituita da tre componenti essenziali: la piastra bipolare, lo strato di diffusione del gas e l'elettrodo. Attualmente, la piastra bipolare e lo strato di diffusione del gas possono essere prodotti a livello nazionale, mentre lo sviluppo di elettrodi a membrana domestici è ancora in corso.
Il processo di produzione della piastra bipolare è simile a quello dei semiconduttori e dei chip. Implica l'alimentazione, la pulizia del materiale, l'esposizione graduale, lo sviluppo, la riparazione, la cottura a caldo, l'incisione, il rilascio dello stampo, l'ispezione e lo stoccaggio dei prodotti finiti. Varie serie di metalli e leghe, come acciaio inossidabile, lega di titanio e leghe a base di nichel, sono adatte per la selezione di piastre bipolari metalliche.
Per garantire una certa durata, la piastra bipolare e lo strato di diffusione del gas necessitano di un rivestimento. Le scelte comuni includono rivestimenti anticorrosivi conduttivi come rivestimenti in platino, iridio, oro e a base di carbonio. Lo spessore del rivestimento gioca un ruolo cruciale. Mentre la normale placcatura chimica raggiunge uno spessore di circa 0,1 mm, il processo di rivestimento TopTi può raggiungere uno spessore di 0,5 micron, con conseguente riduzione dei costi. La pulizia al plasma della superficie prima del rivestimento e il funzionamento in condizioni di vuoto determinano una maggiore adesione rispetto alla placcatura ad acqua.
I materiali opzionali per lo strato di diffusione del feltro in fibra di titanio includono titanio, nichel, acciaio inossidabile e leghe. Tuttavia, esistono ostacoli tecnici all’utilizzo della fibra a base di nichel ed è anche più costosa sul mercato. L'azienda ha il vantaggio di lavorare in modo indipendente i materiali in fibra e di fornire prodotti personalizzati in base alle esigenze del cliente. Attualmente il prodotto è ancora in fase di test.
Rispetto alla tecnologia di produzione dell’idrogeno acquatico con elettrolisi alcalina, la produzione di idrogeno PEM deve affrontare sfide dovute alla mancanza di materiali di base chiave in scala e localizzati, con conseguenti costi elevati delle apparecchiature. La piastra bipolare e lo strato di diffusione del gas sono componenti critici dell'elettrolisi dell'acqua PEM. Una volta che questi componenti principali saranno realizzati e localizzati, il costo delle apparecchiature delle celle elettrolitiche PEM potrà essere significativamente ridotto in futuro, favorendo così lo sviluppo dell’industria dell’idrogeno.
