Introducere PEM
Electrolizorul de apă PEM utilizează PEM pentru a conduce protonii și a izola gazul de pe ambele părți ale electrodului, evitând dezavantajele asociate cu AWE folosind electroliți lichizi alcalini puternici. PEM celule electrolitice de apă ia PEM ca electrolit și apă pură ca reactant. În plus, PEM are permeabilitate scăzută la hidrogen și produce o puritate ridicată a hidrogenului. Numai vaporii de apă trebuie îndepărtați. Celula electrolitică adoptă structura de spațiere zero și rezistența scăzută la ohmi, ceea ce îmbunătățește semnificativ eficiența generală a procesului electrolitic și face volumul mai compact. Gama de control al presiunii este mare, presiunea de ieșire a hidrogenului poate ajunge la mai multe mpa, se adaptează la schimbarea rapidă a energiei regenerabile de intrare. Prin urmare, electroliza PEM a producției de hidrogen de apă este o cale promițătoare a tehnologiei de producție a hidrogenului verde.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că blocajele în calea producției de hidrogen prin hidroliza PEM sunt costuri și durată de viață. În costul celulelor electrolitice, placa bipolară reprezintă aproximativ 48%, iar electrodul cu membrană reprezintă aproximativ 10%. Nivelul internațional actual avansat de PEM este: performanța unei singure celule de 2 A·cm -- 2@2 V, sarcina totală a catalizatorului de platină de 2 ~ 3 mg / cm2, timpul de funcționare stabil de 6×104 ~ 8×104 h, costul producției de hidrogen este de aproximativ 3,7 USD pe kg de hidrogen. Cercetarea reducerii costului celulei electrolitice PEM se concentrează pe componentele de bază, cum ar fi electrodul cu membrană, stratul de difuzie a gazului și placa bipolară bazată pe materiale catalizator și PEM.
Placa bipolară și câmpul de curgere reprezintă o mare parte din costul celulelor electrolitice, reducerea costului plăcii bipolare este cheia pentru a controla costul celulei electrolitice. În condițiile dure de funcționare a anodului din electrolizorul PEM, coroziunea plăcii bipolare va duce la scurgerea ionilor metalici, ceea ce va contamina PEM. Prin urmare, protecția comună a plăcii bipolare este pregătirea unui strat anticoroziv pe suprafață. Lettenmeier et al.
pregătit ti strat prin pulverizare cu plasmă în vid pe placă bipolară din oțel inoxidabil pentru a preveni coroziunea, și apoi pregătit pt strat de magnetron sputtering pentru a preveni reducerea conductivității cauzate de oxidare Ti. Studii suplimentare au arătat că o performanță celulară similară ar putea fi menținută prin înlocuirea acoperirii Pt cu acoperirea Nb mai ieftină, iar celula ar putea funcționa stabil pentru mai mult de 1000 de ore. Echipa de cercetare de la Universitatea din Tennessee a folosit tehnologia de fabricare a aditivilor pentru a produce un câmp de curgere a materialului din oțel inoxidabil cu o grosime de 1 mm pe o placă bipolară catodică și a depus un strat net de difuzie a gazelor cu o grosime de 0,15 mm pe ea. Impedanța catodică a unei singure celule este foarte mică, iar performanța celulei este de până la 2 A·cm -- 2@1.715 V, dar suprafața este încă necesară pentru a îmbunătăți stabilitatea. În plus, Oak Ridge National Laboratory, Korea Institute of Science and Technology și alte instituții au efectuat, de asemenea, o serie de dezvoltare a plăcilor bipolare pentru celulele electrolitice PEM.
Materialul electrodului utilizat în prezent, cel mai frecvent utilizat esteFibră de titan pâslă, care are o bună rezistență și rezistență la coroziune.
Dacă sunteți interesat, vă rugăm să ne contactați:
Poștă:zhangjixia@bjygti.com
