Giới thiệu PEM
Máy điện giải nước PEM sử dụng PEM để dẫn proton và cô lập khí ở hai bên điện cực, tránh những nhược điểm liên quan đến AWE sử dụng chất điện phân lỏng có tính kiềm mạnh. Tế bào điện phân nước PEM lấy PEM làm chất điện phân và nước tinh khiết làm chất phản ứng. Ngoài ra, PEM có tính thấm hydro thấp và tạo ra độ tinh khiết hydro cao. Chỉ cần loại bỏ hơi nước. Tế bào điện phân sử dụng cấu trúc khoảng cách bằng không và điện trở ohm thấp, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất tổng thể của quá trình điện phân và làm cho khối lượng nhỏ gọn hơn. Phạm vi điều khiển áp suất lớn, áp suất đầu ra hydro có thể đạt đến vài mpa, thích ứng với sự thay đổi nhanh chóng của đầu vào điện năng lượng tái tạo. Vì vậy, điện phân PEM sản xuất hydro trong nước là một con đường công nghệ sản xuất hydro xanh đầy hứa hẹn.
Cũng cần lưu ý rằng những trở ngại đối với việc sản xuất hydro bằng phương pháp thủy phân PEM là chi phí và tuổi thọ. Trong chi phí của tế bào điện phân, tấm lưỡng cực chiếm khoảng 48 phần trăm và điện cực màng chiếm khoảng 10 phần trăm. Cấp độ tiên tiến quốc tế hiện tại của PEM là: hiệu suất pin đơn 2 A · cm -- 2 @ 2 V, tổng tải trọng chất xúc tác bạch kim là 2 ~ 3 mg / cm2, thời gian chạy ổn định 6 × 104 ~ 8 × 104 h , chi phí sản xuất hydro vào khoảng 3,7 đô la cho mỗi kg hydro. Việc nghiên cứu giảm giá thành của tế bào điện phân PEM tập trung vào các thành phần cốt lõi như điện cực màng, lớp khuếch tán khí và tấm lưỡng cực dựa trên chất xúc tác và vật liệu PEM.
Tấm lưỡng cực và trường dòng chiếm tỷ trọng lớn trong chi phí tế bào điện phân, giảm chi phí tấm lưỡng cực là chìa khóa để kiểm soát chi phí của tế bào điện phân. Trong điều kiện hoạt động khắc nghiệt của cực dương trong máy điện phân PEM, sự ăn mòn của tấm lưỡng cực sẽ dẫn đến rửa trôi các ion kim loại, điều này sẽ làm ô nhiễm PEM. Do đó, cách bảo vệ chung của tấm lưỡng cực là chuẩn bị một lớp sơn chống ăn mòn trên bề mặt. Lettenmeier và cộng sự.
chuẩn bị lớp Ti bằng cách phun plasma chân không lên tấm lưỡng cực thép không gỉ để chống ăn mòn, và sau đó chuẩn bị lớp Pt bằng phún xạ magnetron để ngăn chặn sự giảm độ dẫn điện do quá trình oxy hóa Ti. Các nghiên cứu sâu hơn cho thấy có thể duy trì hiệu suất tương tự của tế bào bằng cách thay thế lớp phủ Pt bằng lớp phủ Nb rẻ hơn và tế bào có thể hoạt động ổn định trong hơn 1 0 00 giờ. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tennessee đã sử dụng công nghệ sản xuất phụ gia để tạo ra trường dòng chảy của vật liệu thép không gỉ với độ dày 1 mm trên tấm lưỡng cực catốt, và lắng đọng một lớp khuếch tán khí ròng có độ dày 0,15 mm trên đó. Trở kháng catốt của tế bào đơn là rất nhỏ và hiệu suất của tế bào lên đến 2 A · cm -- 2@1.715 V, nhưng bề mặt vẫn được yêu cầu để cải thiện độ ổn định. Ngoài ra, Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc và các tổ chức khác cũng đã thực hiện một loạt quá trình phát triển tấm lưỡng cực cho các tế bào điện phân PEM.
Vật liệu điện cực hiện đang được sử dụng, được sử dụng phổ biến nhất làSợi titan, có khả năng chống ăn mòn và chống ăn mòn tốt.
Nếu bạn quan tâm, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi:
