Pagtatasa ng PEM water electrolysis hydrogen production membrane electrode

1. Produksyon ng Hydrogen nielectrolysis ng tubig

Ang produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig ay tumutukoy sa agnas ng mga molekula ng tubig sa oxygen at hydrogen sa ilalim ng pagkilos ng direktang kasalukuyang, na kung saan ay pinalamig mula sa anode at katod ngElectrolyzerayon sa pagkakabanggit.

Sa antas ng teknikal, ang paggawa ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig ay pangunahing nahahati sa alkalina na electrolysis ng tubig (AWE),Proton Exchange MembraneAng electrolysis ng tubig (PEMWE), solidong polymer anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE), at solidong oxide (SOEC) na electrolysis ng tubig.

2. Pagtatasa ng teknolohiyang produksiyon ng PEM hydrogen

Ang mga pangunahing sangkap ng PEM hydrogen production electrolyzer ayProton Exchange Membrane, anode at cathode catalyst layer, anode at cathode kasalukuyang pagkolekta ng layer, anode at cathode end plate, atbp mula sa loob hanggang sa labas (tulad ng ipinapakita sa Larawan 1).

Larawan 1 Diagram ng Pemwe Schematic

Ang layer ng katalista atProton Exchange Membranebumubuo ng membrane electrode, na kung saan ay ang pangunahing lugar para sa materyal na paghahatid at electrochemical reaksyon sa buong electrolyzer. Ang mga katangian at istraktura ng elektrod ng lamad ay direktang nakakaapekto sa pagganap at buhay ng Pemwe electrolyzer.

Kung ikukumpara sa iba pang mga teknolohiya ng electrolysis ng tubig, ang PEM ay maaaring gumana sa mataas na kasalukuyang density, na may maliit na sukat at mataas na kahusayan. Ang kadalisayan ng nabuong hydrogen ay maaaring kasing taas ng 99.9999%, at ang PEMWE ay maaaring makamit ang isang malawak na pag -load ng kuryente (5 ~ 200%) at may mahusay na pagsasama sa mga nababago na mga sistema ng henerasyon ng lakas ng enerhiya.

Samakatuwid, ang PEMWE ay isang berdeng landas ng teknolohiya ng paggawa ng hydrogen na may mahusay na mga prospect sa pag -unlad. Kasabay nito, ang mga industriya na masinsinang carbon tulad ng pagpipino ng langis, industriya ng kemikal, at bakal ay mahalagang mga senaryo ng aplikasyon para sa paggawa ng electrolysis ng tubig ng PEM.

3. Ang natitiraElectrode ng lamad

Bilang karagdagan sa pagiging apektado ng pagganap ng katalista, ang pagganap ng elektrod ng lamad ay lubos na naapektuhan ng proseso ng paghahanda ng lamad. Ayon sa iba't ibang mga substrate ng layer ng katalista, ang mga pamamaraan ng paghahanda ng lamad ay kasama ang electrochemical deposition (ECD), catalyst coated membrane (CCM), at katalista na pinahiran na substrate (CCS).

Ang paraan ng pag -aalis ng electrochemical ay upang mabawasan ang mahalagang metal precursor sa magkabilang panig ng lamad ng proton exchange. Ang pamamaraan ng CCS ay direktang coats ang mga aktibong sangkap ng Catalyst sa paglipat ng lamad at inililipat ang mga ito sa magkabilang panig ngProton Exchange Membranesa pamamagitan ng mainit na pagpindot, habang ang pamamaraan ng CCM ay direktang coats ang mga aktibong sangkap ng katalista sa magkabilang panig ng lamad ng proton exchange.

Kung ikukumpara sa pamamaraan ng CCS, ang pamamaraan ng CCM ay may mas mahusay na pag -bonding sa pagitan ng katalista at lamad, binabawasan ang paglaban ng proton transfer sa pagitan ng lamad at layer ng katalista, at ang pangunahing pamamaraan para sa paghahanda ng lamad ng elektrod. Batay sa pamamaraan ng CCS at ang pamamaraan ng CCM, ang paraan ng pag -spray at pamamaraan ng patong ay binuo upang maging mga hotspot ng pananaliksik at magkaroon ng potensyal na aplikasyon.

The new preparation method improves the membrane electrode structure from multiple directions and angles, overcomes the structural defects of the traditional method of preparing membrane electrodes, such as random stacking of catalyst particles in the catalyst layer and disordered pore distribution in the gas diffusion layer, improves the mass transfer capacity of the membrane electrode three-phase interface, improves the utilization rate of precious metals, and improves the Ang pagganap ng electrochemical ng electrode ng lamad.