Keekonomian hidrogen ramah lingkungan menghadapi-rintangan yang umum: biaya produksi. Saat ini, membuat satu kilogram hidrogen dari energi terbarukan akan mengeluarkan biaya sebesar $3,5 hingga $6,5, dibandingkan dengan $2,0 hingga $3,5 untuk jalur-gas alam dengan penangkapan karbon. Perbedaannya sebagian besar terletak pada jumlah yang Anda bayarkan di muka untuk tumpukan elektroliser. Dalam desain PEM, pelat bipolar dan lapisan difusi saja menghabiskan lebih dari 40% biaya tumpukan, menjadikannya target yang jelas untuk pengurangan biaya. Bahan titanium berlapis yang digunakan pada sisi anoda sel berkontribusi menurunkan biaya hidrogen secara keseluruhan melalui tiga saluran berbeda.
Listrik biasanya menghabiskan sekitar setengah hingga tiga perempat anggaran operasional untuk elektroliser yang sedang berjalan-angka tersebut umumnya turun antara 47% dan 78%, bergantung pada harga listrik setempat dan efisiensi sistem. Dengan mendepositkan platina ke serat titanium, penghalang kontak pada sambungan pelat katalis turun secara signifikan. Dengan diturunkannya penghalang tersebut, rugi-rugi ohmik menyusut, dan sel memerlukan lebih sedikit tegangan untuk mendorong arus yang sama. Lebih sedikit tegangan yang melintasi sel berarti lebih sedikit kilowatt-jam yang dikonsumsi per kilogram hidrogen yang dihasilkan.
Kehidupan pelayanan adalah faktor penting lainnya. Lingkungan anoda dalam sel PEM terkenal agresif-potensi tinggi, keasaman kuat, dan oksigen berlimpah. Titanium lebih tahan terhadap lingkungan keras ini dibandingkan kebanyakan logam lainnya, itulah sebabnya komponen titanium saja dapat mewakili sekitar 70% dari kebutuhan material untuk tumpukan PEM pada umumnya. Platinum melakukan dua hal di sini-ia membawa arus dan menjaga titanium di bawahnya agar tidak teroksidasi. Tanpa perlindungan tersebut, lapisan oksida secara bertahap akan terbentuk di permukaan, sehingga meningkatkan resistensi kontak dan menurunkan kinerja sel. Lapisan ini melekat dengan baik pada substrat titanium dan mampu melakukan perputaran panas serta penyalaan hidup-mati secara berulang-ulang, tanpa terkelupas atau terkelupas. Lapisan difusi yang tahan lebih lama memungkinkan investasi awal pada tumpukan dapat diperoleh kembali melalui jumlah jam pengoperasian yang lebih banyak dan produksi hidrogen yang lebih banyak, sehingga mengurangi beban penyusutan pada setiap kilogramnya.
Kepadatan arus yang lebih tinggi sering disebut sebagai kekuatan elektrolisis PEM, namun kekuatan tersebut memerlukan persyaratan yang lebih ketat untuk transportasi massal. Kain kempa memiliki struktur berserat terbuka-kira-kira 70% volumenya merupakan ruang kosong-sehingga umpan cair dapat mencapai katalis dan gelembung oksigen dapat keluar dari permukaan tanpa banyak kesulitan. Hal ini membantu menghindari hilangnya konsentrasi dan perubahan tegangan yang mengganggu lapisan difusi yang dirancang dengan buruk. Ketika gas meninggalkan elektroda dengan cepat, sel akan tetap stabil pada kepadatan arus yang tinggi, mengubah area aktif yang sama menjadi lebih banyak hidrogen per jam. Output tambahan dari setiap tumpukan akan menurunkan biaya modal yang timbul dari setiap kilogram hidrogen yang diproduksi.
Jika digabungkan dengan ketiga manfaat tersebut-konsumsi listrik yang lebih sedikit, masa pakai yang lebih lama, dan kemampuan untuk bekerja pada kepadatan arus yang lebih tinggi-dan kain flanel titanium berlapis ternyata lebih dari sekadar elemen konduktif sederhana. Hal ini membuat perbedaan nyata dalam keekonomian elektrolisis PEM secara keseluruhan. Dengan perkiraan pasar global untuk bahan ini akan tumbuh dari sekitar $23 juta pada tahun 2025 menjadi sekitar $125 juta pada tahun 2032, peran bahan ini dalam menurunkan biaya hidrogen ramah lingkungan akan semakin nyata.
