مقدمة PEM
يستخدم PEM hydrolyzer PEM لتوصيل البروتونات وعزل الغاز على جانبي القطب ، وتجنب العيوب المرتبطة ب AWE باستخدام الشوارد السائلة القلوية القوية. تأخذ خلية PEM المائية الإلكتروليتية PEM كإلكتروليت والماء النقي كمتفاعل. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع PEM بنفاذية هيدروجين منخفضة وتنتج نقاء هيدروجين عاليا. فقط بخار الماء يحتاج إلى إزالته. تعتمد الخلية الإلكتروليتية بنية تباعد صفرية ومقاومة منخفضة للأوم ، مما يحسن بشكل كبير من الكفاءة الإجمالية لعملية التحليل الكهربائي ويجعل الحجم أكثر إحكاما. نطاق التحكم في الضغط كبير ، ويمكن أن يصل ضغط إخراج الهيدروجين إلى عدة ميغاباسكال ، ويتكيف مع التغير السريع في مدخلات الطاقة المتجددة. لذلك ، فإن التحليل الكهربائي PEM لإنتاج الهيدروجين المائي هو مسار تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين الأخضر الواعد.
وتجدر الإشارة أيضا إلى أن الاختناقات التي تواجه إنتاج الهيدروجين عن طريق التحلل المائي PEM هي التكلفة والعمر. في تكلفة الخلية الإلكتروليتية ، تمثل اللوحة ثنائية القطب حوالي 48٪ ويمثل القطب الغشائي حوالي 10٪. المستوى الدولي المتقدم الحالي من PEM هو: أداء خلية واحدة من 2 A ·cm - 2 @ 2 V ، إجمالي حمل محفز البلاتين من 2 ~ 3 mg / cm2 ، وقت تشغيل مستقر من 6×104 ~ 8×104 h ، تكلفة إنتاج الهيدروجين حوالي 3.7 $ لكل كيلوغرام من الهيدروجين. يركز البحث في تقليل تكلفة خلية PEM الإلكتروليتية على المكونات الأساسية مثل قطب الغشاء وطبقة انتشار الغاز والصفيحة ثنائية القطب القائمة على مواد المحفز و PM.
تمثل الصفيحة ثنائية القطب وحقل التدفق نسبة كبيرة من تكلفة الخلية الإلكتروليتية ، مما يقلل من تكلفة اللوحة ثنائية القطب هو المفتاح للتحكم في تكلفة الخلية الإلكتروليتية. في ظروف التشغيل القاسية للأنود في المحلل الكهربائي PEM ، سيؤدي تآكل الصفيحة ثنائية القطب إلى ترشيح أيونات المعادن ، مما سيلوث PEM. لذلك ، فإن الحماية الشائعة للصفيحة ثنائية القطب هي إعداد طلاء مضاد للتآكل على السطح. Lettenmeier et al.
أعدت طبقة Ti عن طريق رش البلازما الفراغية على لوحة ثنائية القطب من الفولاذ المقاوم للصدأ لمنع التآكل ، ثم أعدت طبقة Pt عن طريق رش المغنطرون لمنع الحد من الموصلية الناجمة عن أكسدة Ti. أظهرت المزيد من الدراسات أنه يمكن الحفاظ على أداء خلية مماثل عن طريق استبدال طلاء Pt بطلاء Nb الأرخص ، ويمكن للخلية أن تعمل بثبات لأكثر من 1000 ساعة. استخدم فريق البحث في جامعة تينيسي تقنية التصنيع المضافة لإنتاج حقل تدفق من مادة الفولاذ المقاوم للصدأ بسماكة 1 مم على صفيحة كاثود ثنائية القطب ، وأودع طبقة انتشار غاز صافية بسماكة 0.15 مم عليها. مقاومة الكاثود للخلية الواحدة صغيرة جدا ، وأداء الخلية يصل إلى 2 A ·cm - 2 @ 1.715 V ، ولكن السطح لا يزال مطلوبا لتحسين الاستقرار. بالإضافة إلى ذلك ، قام مختبر أوك ريدج الوطني والمعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا ومؤسسات أخرى أيضا بسلسلة من تطوير الصفائح ثنائية القطب للخلايا الإلكتروليتية PM.
مادة القطب المستخدمة حاليا ، الأكثر استخداما هيشعر ألياف التيتانيوم، التي لديها مقاومة جيدة ومقاومة للتآكل.
إذا كنت مهتما ، يرجى الاتصال بنا:
