PEM Úvod
PEM vodní elektrolyzér používá PEM k vedení protonů a izolaci plynu na obou stranách elektrody, čímž se vyhýbá nevýhodám spojeným s AWE pomocí silných alkalických kapalných elektrolytů. PEM vodní elektrolytický článek bere PEM jako elektrolyt a čistou vodu jako reaktant. Kromě toho má PEM nízkou propustnost vodíku a produkuje vysokou čistotu vodíku. Je třeba odstranit pouze vodní páru. Elektrolytický článek má nulovou rozteč a nízký ohmový odpor, což výrazně zlepšuje celkovou účinnost elektrolytického procesu a činí objem kompaktnějším. Rozsah regulace tlaku je velký, výstupní tlak vodíku může dosáhnout několika mpa, přizpůsobit se rychlé změně příkonu obnovitelné energie. Proto je PEM elektrolýza výroby vodního vodíku slibnou technologickou cestou výroby zeleného vodíku.
Je třeba také poznamenat, že úzkými místy výroby vodíku hydrolýzou PEM jsou náklady a životnost. V ceně elektrolytického článku představuje bipolární deska asi 48% a membránová elektroda představuje asi 10%. Současná mezinárodní pokročilá úroveň PEM je: výkon jednoho článku 2 A·cm - 2 @ 2 V, celkové zatížení platinového katalyzátoru 2 ~ 3 mg / cm2, stabilní doba chodu 6×104 ~ 8×104 h, náklady na výrobu vodíku jsou asi 3,7 USD za kg vodíku. Výzkum snižování nákladů na PEM elektrolytický článek se zaměřuje na základní komponenty, jako je membránová elektroda, vrstva difúze plynu a bipolární deska na bázi katalyzátoru a PEM materiálů.
Bipolární deska a průtokové pole představují velkou část nákladů na elektrolytické články, snížení nákladů na bipolární desku je klíčem ke kontrole nákladů na elektrolytický článek. V drsných provozních podmínkách anody v elektrolyzéru PEM povede koroze bipolární desky k vyluhování kovových iontů, které kontaminují PEM. Proto je běžnou ochranou bipolární desky příprava antikorozního povlaku na povrchu. Lettenmeier et al.
připravená vrstva Ti vakuovým plazmovým nástřikem na bipolární desku z nerezové oceli, aby se zabránilo korozi, a poté připravená vrstva Pt magnetronovým rozprašováním, aby se zabránilo snížení vodivosti způsobené oxidací Ti. Další studie ukázaly, že podobný výkon buněk by mohl být zachován nahrazením povlaku Pt levnějším povlakem Nb a buňka by mohla pracovat stabilně po dobu delší než 1000 hodin. Výzkumný tým na univerzitě v Tennessee použil technologii aditivní výroby k výrobě průtokového pole materiálu z nerezové oceli o tloušťce 1 mm na katodové bipolární desce a nanesl na ni vrstvu difúze čistého plynu o tloušťce 0,15 mm. Katodová impedance jedné buňky je velmi malá a výkon buňky je až 2 A·cm - 2 @ 1,715 V, ale povrch je stále nutný pro zlepšení stability. Kromě toho Národní laboratoř Oak Ridge, Korejský institut vědy a technologie a další instituce také provedly řadu bipolárních vývojových destiček pro elektrolytické články PEM.
V současné době používaný materiál elektrody, nejčastěji používaný jeTitanová vláknitá plsť, který má dobrou odolnost a odolnost proti korozi.
V případě zájmu nás prosím kontaktujte:
Pošta:zhangjixia@bjygti.com
