PEM introduktion
PEM vandelektrolysator bruger PEM til at lede protoner og isolere gassen på begge sider af elektroden, hvilket undgår ulemperne forbundet med AWE ved brug af stærke alkaliske flydende elektrolytter. PEM vandelektrolysecelle tager PEM som elektrolyt og rent vand som reaktant. Derudover har PEM lav brintpermeabilitet og producerer høj brintrenhed. Kun vanddamp skal fjernes. Den elektrolytiske celle vedtager en struktur med nul afstand og lav ohm-modstand, hvilket væsentligt forbedrer den overordnede effektivitet af den elektrolytiske proces og gør volumen mere kompakt. Trykkontrolområdet er stort, brintudgangstrykket kan nå op på flere mpa, tilpasse sig den hurtige ændring af vedvarende energi-indgang. Derfor er PEM-elektrolyse af vandbrintproduktion en lovende grøn brintproduktionsteknologisti.
Det skal også bemærkes, at flaskehalsene for brintproduktion ved PEM-hydrolyse er omkostninger og levetid. I omkostningerne ved elektrolyseceller tegner den bipolære plade sig for omkring 48 procent og membranelektroden for omkring 10 procent. Det nuværende internationale avancerede niveau af PEM er: enkeltcelleydelse på 2 A·cm -- 2@2 V, total platinkatalysatorbelastning på 2~3 mg/cm2, stabil driftstid på 6×104 ~8×104 timer , omkostningerne ved brintproduktion er omkring $3,7 pr. kg brint. Forskningen i at reducere omkostningerne ved PEM-elektrolyseceller fokuserer på kernekomponenterne såsom membranelektrode, gasdiffusionslag og bipolær plade baseret på katalysator- og PEM-materialer.
Bipolær plade og strømningsfelt tegner sig for en stor del af omkostningerne til elektrolyseceller, at reducere omkostningerne ved den bipolære plade er nøglen til at kontrollere omkostningerne ved elektrolyseceller. Under de barske driftsforhold for anoden i PEM-elektrolysatoren vil korrosion af den bipolære plade føre til udvaskning af metalioner, som vil forurene PEM. Derfor er den fælles beskyttelse af den bipolære plade at forberede en anti-korrosionsbelægning på overfladen. Lettenmeier et al.
Forberedt Ti-lag ved vakuumplasmasprøjtning på bipolær plade af rustfrit stål for at forhindre korrosion, og derefter forberedt Pt-lag ved magnetronsputtering for at forhindre reduktion af ledningsevne forårsaget af Ti-oxidation. Yderligere undersøgelser viste, at en lignende celleydelse kunne opretholdes ved at erstatte Pt-belægningen med den billigere Nb-belægning, og cellen kunne fungere stabilt i mere end 1000 timer. Forskerholdet ved University of Tennessee brugte additiv fremstillingsteknologi til at producere et strømningsfelt af rustfrit stålmateriale med en tykkelse på 1 mm på en katode bipolær plade og afsatte et netto gasdiffusionslag med en tykkelse på 0,15 mm på det. Katodeimpedansen for den enkelte celle er meget lille, og cellens ydeevne er op til 2 A·cm -- 2@1.715 V, men overfladen er stadig nødvendig for at forbedre stabiliteten. Derudover har Oak Ridge National Laboratory, Korea Institute of Science and Technology og andre institutioner også udført en række bipolar pladeudvikling til PEM-elektrolytiske celler.
Det elektrodemateriale, der i øjeblikket anvendes, er det mest almindeligt anvendteTitaniumfiberfilt, som har god modstand og korrosionsbestandighed.
Hvis du er interesseret, så kontakt os venligst:
