PEM Introduktion
PEM vattenelektrolysator använder PEM för att leda protoner och isolera gasen på båda sidor av elektroden, vilket undviker nackdelarna som är förknippade med AWE med stark alkaliska flytande elektrolyter. PEM vattenelektrolytisk cell tar PEM som elektrolyt och rent vatten som reaktant. Dessutom har PEM låg vätepermeabilitet och ger hög väterenhet. Endast vattenånga behöver avlägsnas. Den elektrolytiska cellen antar noll avståndsstruktur och låg ohm-resistans, vilket avsevärt förbättrar den totala effektiviteten av den elektrolytiska processen och gör volymen mer kompakt. Tryckkontrollintervallet är stort, vätgasuttrycket kan nå flera mpa, anpassa sig till den snabba förändringen av förnybar energitillförsel. Därför är PEM-elektrolys av vattenväteproduktion en lovande teknik för grön väteproduktion.
Det bör också noteras att flaskhalsarna för väteproduktion genom PEM-hydrolys är kostnader och livslängd. I kostnaden för elektrolytiska celler står den bipolära plattan för cirka 48 procent och membranelektroden för cirka 10 procent. Den nuvarande internationella avancerade nivån av PEM är: encellsprestanda på 2 A·cm -- 2@2 V, total platinakatalysatorbelastning på 2~3 mg/cm2, stabil drifttid på 6×104 ~8×104 timmar , är kostnaden för väteproduktion cirka 3,7 USD per kg väte. Forskningen för att minska kostnaderna för PEM-elektrolytiska celler fokuserar på kärnkomponenterna som membranelektrod, gasdiffusionsskikt och bipolär platta baserad på katalysator- och PEM-material.
Bipolär platta och flödesfält står för en stor del av kostnaden för elektrolytiska celler, att minska kostnaden för den bipolära plattan är nyckeln till att kontrollera kostnaden för elektrolysceller. Under de svåra driftsförhållandena för anoden i PEM-elektrolysatorn kommer korrosion av den bipolära plattan att leda till läckage av metalljoner, vilket kommer att förorena PEM. Därför är det vanliga skyddet för den bipolära plattan att förbereda en korrosionsskyddsbeläggning på ytan. Lettenmeier et al.
förberedt Ti-skikt genom vakuumplasmasprutning på bipolär platta av rostfritt stål för att förhindra korrosion, och sedan preparerat Pt-skikt genom magnetronförstoftning för att förhindra reduktion av ledningsförmåga orsakad av Ti-oxidation. Ytterligare studier visade att en liknande cellprestanda kunde upprätthållas genom att ersätta Pt-beläggningen med den billigare Nb-beläggningen, och cellen kunde fungera stabilt i mer än 1000 timmar. Forskargruppen vid University of Tennessee använde additiv tillverkningsteknik för att producera ett flödesfält av rostfritt stålmaterial med en tjocklek av 1 mm på en katodbipolär platta och avsatte ett nettogasdiffusionsskikt med en tjocklek av 0,15 mm på det. Katodimpedansen för den enskilda cellen är mycket liten, och cellens prestanda är upp till 2 A·cm -- 2@1,715 V, men ytan krävs fortfarande för att förbättra stabiliteten. Dessutom har Oak Ridge National Laboratory, Korea Institute of Science and Technology och andra institutioner också genomfört en serie bipolär plattutveckling för PEM-elektrolytiska celler.
Det elektrodmaterial som används för närvarande är det vanligasteTitanfiberfilt, som har bra motstånd och korrosionsbeständighet.
Om du är intresserad, vänligen kontakta oss:
