PEM Uvod
Vodni elektrolizer PEM uporablja PEM za prevajanje protonov in izolacijo plina na obeh straneh elektrode, s čimer se izognemo slabostim, povezanim z AWE, z uporabo močnih alkalnih tekočih elektrolitov. Vodna elektrolitska celica PEM vzame PEM kot elektrolit in čisto vodo kot reaktant. Poleg tega ima PEM nizko prepustnost vodika in zagotavlja visoko čistost vodika. Odstraniti je treba samo vodno paro. Elektrolitska celica ima strukturo brez razmika in nizko ohmsko upornost, kar znatno izboljša splošno učinkovitost elektrolitskega procesa in naredi prostornino bolj kompaktno. Območje nadzora tlaka je veliko, izhodni tlak vodika lahko doseže nekaj mpa, prilagodi se hitri spremembi vhodne energije iz obnovljivih virov energije. Zato je PEM elektroliza proizvodnje vodnega vodika obetavna zelena tehnološka pot proizvodnje vodika.
Prav tako je treba opozoriti, da sta ozka grla pri proizvodnji vodika s hidrolizo PEM stroški in življenjska doba. V stroških elektrolitskih celic bipolarna plošča predstavlja približno 48 odstotkov, membranska elektroda pa približno 10 odstotkov. Trenutna mednarodna napredna raven PEM je: zmogljivost ene celice 2 A·cm -- 2@2 V, skupna obremenitev platinskega katalizatorja 2~3 mg/cm2, stabilen čas delovanja 6×104 ~8×104 h , stroški proizvodnje vodika znašajo približno 3,7 $ na kg vodika. Raziskava zmanjševanja stroškov elektrolitske celice PEM se osredotoča na osnovne komponente, kot so membranska elektroda, plinska difuzijska plast in bipolarna plošča na osnovi katalizatorja in PEM materialov.
Bipolarna plošča in pretočno polje predstavljata velik delež stroškov elektrolitske celice, zmanjšanje stroškov bipolarne plošče je ključno za nadzor stroškov elektrolitskih celic. V težkih pogojih delovanja anode v elektrolizerju PEM bo korozija bipolarne plošče povzročila izpiranje kovinskih ionov, ki bodo kontaminirali PEM. Zato je skupna zaščita bipolarne plošče priprava protikorozijskega premaza na površini. Lettenmeier et al.
pripravljeno plast Ti z razprševanjem vakuumske plazme na bipolarno ploščo iz nerjavnega jekla za preprečevanje korozije, nato pa pripravljeno plast Pt z magnetronskim brizganjem, da se prepreči zmanjšanje prevodnosti, ki ga povzroča oksidacija Ti. Nadaljnje študije so pokazale, da bi lahko podobno delovanje celice ohranili z zamenjavo Pt prevleke s cenejšo Nb prevleko, celica pa bi lahko delovala stabilno več kot 1000 h. Raziskovalna skupina na Univerzi v Tennesseeju je uporabila tehnologijo aditivne proizvodnje za izdelavo pretočnega polja materiala iz nerjavnega jekla z debelino 1 mm na katodni bipolarni plošči in nanjo nanesla neto plinsko difuzijsko plast z debelino 0,15 mm. Katodna impedanca posamezne celice je zelo majhna in zmogljivost celice je do 2 A·cm -- 2@1,715 V, vendar je površina še vedno potrebna za izboljšanje stabilnosti. Poleg tega so nacionalni laboratorij Oak Ridge, Korejski inštitut za znanost in tehnologijo in druge institucije izvedli tudi vrsto razvoja bipolarne plošče za elektrolitske celice PEM.
Trenutno uporabljeni material elektrod je najpogosteje uporabljenFilc iz titanovih vlaken, ki ima dobro odpornost in odpornost proti koroziji.
Če vas zanima, nas kontaktirajte:
pošta:zhangjixia@bjygti.com
