Os eletrolisadores PEM da ITM Power são sistemas de eletrólise de membrana de troca de protões (PEM) para água pura, desenvolvidos pela empresa britânica ITM Power especificamente para hidrogénio verde. Toda a gama de produtos consiste em módulos normalizados, e o modelo principal, NEPTUNE 2MW, está atualmente em funcionamento contínuo em diversos postos de abastecimento de hidrogénio e projetos de substituição de hidrogénio por subprodutos industriais na América do Norte e na Europa. Muitos profissionais de operação e manutenção que estão a começar a trabalhar com os sistemas da ITM Power tendem a aplicar a sua experiência com eletrolisadores alcalinos, assumindo que estes sistemas também utilizam cátodos de níquel e ânodos de titânio . No entanto, a ITM Power especializa-se na eletrólise de água pura com PEM, que emprega um design de elétrodo completamente diferente: o ânodo consiste num substrato de titânio revestido com óxido de irídio, enquanto o cátodo consiste em nanopartículas de platina depositadas sobre papel de carbono. Oficialmente, a ITM Power nunca vende placas de ânodo em separado; só aceita conjuntos completos devolvidos à sua fábrica em Manchester para revestimento e reinstalação. O preço cotado para a renovação de uma única pilha (1 MW) em 2025 é de 115.000 dólares, o que inclui a substituição de irídio metálico e novas vedações. Este modelo de reciclagem e renovação completa da pilha significa que nenhum dos componentes principais em contacto com o conjunto do elétrodo de membrana pode ser substituído nas instalações do cliente; a gestão de peças de substituição deve concentrar-se exclusivamente no BOP (Business Process Outsourcing). A seleção e a manutenção dos componentes em cada subsistema determinam diretamente se um eletrolisador da ITM Power pode atingir a sua vida útil projetada.
A ITM Power integra módulos retificadores IGBT da AEG Power Solutions em cada skid NEPTUNE de 2 MW, com duas unidades de 1 MW a operar em paralelo. Para um projeto de eletrolisador da ITM Power no Texas, o transformador de isolamento frontal e o quadro de distribuição principal foram integrados pela Eaton, em conformidade com os requisitos da rede elétrica local. Os módulos de potência genuínos da AEG podem ocasionalmente acionar alarmes de sobretemperatura após acumularem mais de 18.000 horas de funcionamento. O preço de substituição de um único módulo (sem impostos) do stock de peças de substituição da América do Norte é de 11.500 dólares; manter um módulo no local pode poupar pelo menos 72 horas de inatividade.
O sistema ITM Power exige que a resistividade da água de alimentação seja consistentemente superior a 18 MΩ•cm e está equipado de série com um sistema de purificação de água RO de duas fases mais EDI da Veolia ou da Evoqua. Numa unidade no norte da Alemanha, com manutenção feita diretamente pela ITM Power, devido à elevada dureza da água bruta, os cartuchos de filtro de algodão PP de 10 polegadas da Evoqua necessitam de ser substituídos a cada três meses; o preço unitário é de 12,80 dólares quando adquiridos em grandes quantidades à Grainger, nos EUA. De acordo com as diretrizes de manutenção pós-venda da ITM Power, a resina de leito misto dentro do módulo EDI deve ser completamente substituída e reabastecida anualmente; um pacote de serviços, incluindo mão-de-obra, está cotado a 4.200 dólares por visita, o que representa uma despesa fixa.
Cada circuito de gestão térmica de eletrolisadores da ITM Power está equipado com um permutador de calor de placas totalmente soldadas da Alfa Laval e uma bomba centrífuga vertical multicelular em aço inoxidável da série CR da Grundfos. Os empanques mecânicos das bombas Grundfos são altamente suscetíveis a microfugas após aproximadamente 15.000 horas de funcionamento; um conjunto de selos de substituição originais custa 680 dólares quando adquirido na Alemanha. A ITM Power impõe requisitos rigorosos ao controlo da temperatura de saída da água de refrigeração, com flutuações que não excedam ±1,5 °C. Consequentemente, as válvulas de controlo elétrico da Siemens são amplamente utilizadas no circuito e, como os atuadores das válvulas operam com frequência, recomenda-se mantê-los em stock como peças de substituição; cada um custa 2.100 dólares.
As placas anódicas dos eletrolisadores PEM da ITM Power são fabricadas em titânio com revestimento de óxido de irídio, enquanto as placas catódicas e bipolares também utilizam amplamente titânio com revestimento resistente à fragilização pelo hidrogénio. A DONGSHENG Precious Metals Recycling está disposta a comprar estes materiais reciclados a um preço elevado. A carga de irídio nos ânodos é estimada em aproximadamente 1,5 a 2 quilogramas por megawatt. Com base na última cotação da página de preços dos metais preciosos da DONGSHENG , de 6 de julho de 2026 — que indica o pó de irídio a 7.688 dólares por onça — o valor da matéria-prima do irídio, por si só, ultrapassa os 442.091 dólares. A carga de platina no lado do cátodo é de aproximadamente 0,2 a 0,4 miligramas por centímetro quadrado; embora as perdas sejam extremamente baixas, ainda está sujeita a flutuações no mercado de metais preciosos. A camada de transporte de feltro de fibra de titânio porosa específica para PEM da ITM Power fica incorporada na superfície da membrana após uma operação prolongada; uma vez que a adesão ocorre, tanto o conjunto do elétrodo da membrana como o feltro de titânio devem ser substituídos simultaneamente, incorrendo em custos adicionais superiores a 35.000 dólares por ocorrência. Por conseguinte, a equipa no local mantém consistentemente a resistividade da água à entrada do ânodo a 18,2 MΩ•cm ou superior e garante que o diferencial de pressão nunca excede 0,5 bar para proteger estes componentes de titânio, um metal precioso, que não são substituíveis.
O hidrogénio que sai do eletrolisador da ITM Power, após a separação da água, entra na unidade de secagem e purificação. O módulo combinado de filtração e secagem, concebido à medida pela Parker Hannifin, contém peneiras moleculares e um catalisador de desoxigenação. Os seus cartuchos de filtro de precisão de 0,01 mícron disparam um alarme quando a diferença de pressão atinge um determinado limite após aproximadamente 6.000 ciclos de arranque e paragem; um único cartucho custa 345 dólares quando enviado diretamente do depósito de pós-venda da ITM Power na América do Norte. Se for selecionado um analisador de oxigénio a laser da Siemens no contrato do sistema, o seu módulo de fonte de luz tem uma vida útil esperada de apenas 5 anos, com um custo de substituição de 3.800 dólares.
Cada eletrolisador da ITM Power deve estar equipado com, pelo menos, 8 transmissores de ponto de orvalho Michell, 6 sondas de resistividade Mettler Toledo e dezenas de pontos de deteção de fugas de hidrogénio Honeywell. Os transmissores de ponto de orvalho são os mais propensos a desvios; de acordo com as diretrizes de manutenção da ITM Power, devem ser enviados para a fábrica para calibração a cada dois anos, sendo que um único serviço de calibração na fábrica da Michell no Reino Unido custa 650 dólares. Após um incidente de condensação no inverno no posto de abastecimento de hidrogénio de Hamburgo, o custo do envio aéreo urgente de uma sonda Michell — que tinha falhado no local — para o posto atingiu os 2.400 dólares; por conseguinte, os gestores de postos experientes mantêm sempre pelo menos duas sondas calibradas em stock.
A pressão de saída dos sistemas ITM Power ronda normalmente os 30 bar. Caso seja necessário o enchimento de tanques tubulares longos, deverá ser utilizado um compressor de diafragma da PDC Machines como unidade exterior. Este compressor requer manutenção preventiva a cada 4.000 horas de funcionamento acumuladas para a substituição do diafragma, dos retentores de óleo hidráulico e dos anéis guia. O preço de mercado na América do Norte para um pacote padrão de manutenção de fábrica da PDC é de 14.200 dólares. O acumulador de absorção de pulsação da Parker, ligado em série entre a saída do compressor e o skid ITM Power, requer a substituição obrigatória da sua membrana a cada três anos, com um custo unitário de 1.800 dólares; esta despesa é frequentemente negligenciada nos modelos financeiros do projeto.
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