PEM ievads
PEM ūdens elektrolizators izmanto PEM, lai vadītu protonus un izolētu gāzi abās elektroda pusēs, izvairoties no trūkumiem, kas saistīti ar AWE, izmantojot spēcīgus sārmainus šķidrus elektrolītus. PEM ūdens elektrolītiskais elements lieto PEM kā elektrolītu un tīru ūdeni kā reaģentu. Turklāt PEM ir zema ūdeņraža caurlaidība un tā rada augstu ūdeņraža tīrību. Ir jānoņem tikai ūdens tvaiki. Elektrolītiskais šūna pieņem nulles atstarpes struktūru un zemu izturību pret omiem, kas ievērojami uzlabo elektrolītiskā procesa vispārējo efektivitāti un padara skaļumu kompaktāku. Spiediena kontroles diapazons ir liels, ūdeņraža izejas spiediens var sasniegt vairākus MPA, pielāgoties straujajām atjaunojamās enerģijas padeves izmaiņām. Tāpēc ūdens ūdeņraža ražošanas PEM elektrolīze ir daudzsološs zaļā ūdeņraža ražošanas tehnoloģijas ceļš.
Jāatzīmē arī, ka PEM hidrolīzes radītās ūdeņraža ražošanas vājās vietas ir izmaksas un kalpošanas laiks. Elektrolītiskās šūnas izmaksās bipolārā plāksne veido aptuveni 48% un membrānas elektrods veido aptuveni 10%. Pašreizējais starptautiskais uzlabotais PEM līmenis ir: vienšūnas veiktspēja 2 A·cm -- 2@2 V, kopējā platīna katalizatora slodze 2 ~3 mg/cm2, stabils darbības laiks 6×104 ~8×104 h, ūdeņraža ražošanas izmaksas ir aptuveni 3,7 ASV dolāri par kilogramu ūdeņraža. PEM elektrolītisko šūnu izmaksu samazināšanas pētījumi koncentrējas uz galvenajiem komponentiem, piemēram, membrānas elektrodu, gāzes difūzijas slāni un bipolāro plāksni, kuras pamatā ir katalizators un PEM materiāli.
Bipolārā plāksne un plūsmas lauks veido lielu daļu no elektrolītisko elementu izmaksām, bipolārās plāksnes izmaksu samazināšana ir atslēga, lai kontrolētu elektrolītiskās šūnas izmaksas. Skarbajos PEM elektrolizera anoda ekspluatācijas apstākļos bipolārās plāksnes korozija novedīs pie metāla jonu izskalošanās, kas piesārņos PEM. Tāpēc bipolārās plāksnes kopējā aizsardzība ir pretkorozijas pārklājuma sagatavošana uz virsmas. Lettenmeier et al.
sagatavoja Ti slāni, izsmidzinot vakuuma plazmu uz nerūsējošā tērauda bipolārās plāksnes, lai novērstu koroziju, un pēc tam sagatavoja Pt slāni ar magnetronu uzsmidzinot, lai novērstu Vadītspējas samazināšanos, ko izraisa Ti oksidēšanās. Turpmākie pētījumi parādīja, ka līdzīgu šūnu veiktspēju var saglabāt, aizstājot Pt pārklājumu ar lētāku Nb pārklājumu, un šūna varēja stabili darboties vairāk nekā 1000 stundas. Tenesī Universitātes pētnieku grupa izmantoja piedevu ražošanas tehnoloģiju, lai ražotu nerūsējošā tērauda materiāla plūsmas lauku ar biezumu 1 mm uz katoda bipolārās plāksnes, un uz tā nogulsnēja neto gāzes difūzijas slāni ar biezumu 0,15 mm. Vienas šūnas katoda pretestība ir ļoti maza, un šūnas veiktspēja ir līdz 2 A·cm -- 2@1,715 V, bet virsma joprojām ir nepieciešama, lai uzlabotu stabilitāti. Turklāt Oak Ridge Nacionālā laboratorija, Korejas Zinātnes un tehnoloģijas institūts un citas iestādes ir veikušas arī virkni bipolāru plākšņu izstrādi PEM elektrolītiskajām šūnām.
Pašlaik izmantotais elektrodu materiāls, visbiežāk izmantotais irTitāna šķiedras filcs, kam ir laba izturība un izturība pret koroziju.
Ja jūs interesē, lūdzu, sazinieties ar mums:
Pasts:zhangjixia@bjygti.com
