Introducció PEM
L'electròlit d'aigua PEM utilitza PEM per conduir protons i aïllar el gas a banda i banda de l'elèctrode, evitant els desavantatges associats amb l'AWE utilitzant electròlits líquids alcalins forts. La cèl·lula electrolítica d'aigua PEM pren PEM com electròlit i aigua pura com a reactiu. A més, el PEM té una baixa permeabilitat a l'hidrogen i produeix una alta puresa de l'hidrogen. Només s'ha d'eliminar el vapor d'aigua. La cèl·lula electrolítica adopta estructura d'espaiat zero i baixa resistència als ohms, el que millora significativament l'eficiència general del procés electrolític i fa que el volum sigui més compacte. El rang de control de pressió és gran, la pressió de sortida d'hidrogen pot arribar a diversos mpa, adaptar-se al ràpid canvi d'entrada d'energia renovable. Per tant, l'electròlisi PEM de la producció d'hidrogen d'aigua és una prometedora via de tecnologia de producció d'hidrogen verd.
També cal assenyalar que els colls d'ampolla a la producció d'hidrogen per hidròlisi PEM són costos i de per vida. En el cost de la cèl·lula electrolítica, la placa bipolar representa al voltant del 48% i l'elèctrode de membrana representa al voltant del 10%. El nivell avançat internacional actual de PEM és: rendiment monovariel·lular de 2 A·cm -- 2@2 V, càrrega total de catalitzador platí de 2 ~ 3 mg / cm2, temps d'execució estable de 6×104 ~ 8×104 h, el cost de la producció d'hidrogen és d'uns 3,7 dòlars per kg d'hidrogen. La investigació de la reducció del cost de la cèl·lula electroplolítica PEM se centra en els components bàsics com elèctrode de membrana, capa de difusió de gasos i placa bipolar basada en catalitzador i materials PEM.
La placa bipolar i el camp de flux representen una gran proporció del cost de la cèl·lula electrolítica, la reducció del cost de la placa bipolar és la clau per controlar el cost de la cèl·lula electrolítica. En les dures condicions de funcionament de l'ànode en l'electròlit PEM, la corrosió de la placa bipolar conduirà a lixiviació d'ions metàl·lics, que contaminaran el PEM. Per tant, la protecció comuna de la placa bipolar és preparar un recobriment anticorrosiu a la superfície. Lettenmeier et al.
va preparar la capa Ti mitjançant la polvorització de plasma al buit sobre la placa bipolar d'acer inoxidable per evitar la corrosió, i després va preparar la capa Pt mitjançant polvorització de magnetró per evitar la reducció de la conductivitat causada per l'oxidació de Ti. Altres estudis van mostrar que un rendiment cel·lular similar es podria mantenir substituint el recobriment Pt pel recobriment Nb més barat, i la cèl·lula podria funcionar de manera robusta durant més de 1000 h. L'equip d'investigació de la Universitat de Tennessee va utilitzar tecnologia de fabricació additiva per produir un camp de flux de material d'acer inoxidable amb un gruix d'1 mm en una placa bipolar de càtode, i va dipositar una capa neta de difusió de gas amb un gruix de 0,15 mm. La impedància del càtode de la cèl·lula única és molt petita, i el rendiment de la cèl·lula és de fins a 2 A·cm -- 2@1.715 V, però la superfície encara és necessària per millorar l'estabilitat. A més, el Laboratori Nacional d'Oak Ridge, l'Institut de Ciència i Tecnologia de Corea i altres institucions també han dut a terme una sèrie de desenvolupament de plaques bipolars per a cèl·lules electrítiques PEM.
El material d'elèctrode utilitzat actualment, el més utilitzat ésFeltre de fibra de titani, que té bona resistència i resistència a la corrosió.
Si hi esteu interessats, poseu-vos en contacte amb nosaltres:
Correu:zhangjixia@bjygti.com
