PEM Uvod
PEM elektrolizer koristi PEM za provođenje protona i izolaciju gasa na obje strane elektrode, izbjegavajući mane povezane s AWE koristeći jake alkalne tekuće elektrolite. PEM vodena elektrolitička ćelija uzima PEM kao elektrolit i čistu vodu kao reaktant. Osim toga, PEM ima nisku propuštenost vodika i proizvodi visoku čistoću vodika. Samo vodenu paru treba ukloniti. Elektrolitička ćelija usvaja nultu strukturu razmaka i nisku ohm otpornost, što značajno poboljšava ukupnu efikasnost elektrolitičke procesa i čini volumen kompaktniji. Raspon kontrole pritiska je velik, izlazni pritisak vodika može dostići nekoliko mpa, prilagoditi se brzoj promjeni ulaza energije iz obnovljivih izvora energije. Stoga je PEM elektroliza proizvodnje vodenog vodika obećavajući put tehnologije proizvodnje zelenog vodika.
Također treba nastati da su uska grla do proizvodnje vodika po PEM hidrolizi trošak i vijek života. U troškovima elektrolitičke ćelije, bipolarna ploča je oko 48% a membranska elektroda oko 10%. Trenutna međunarodna napredna razina PEM-a je: performanse jedne ćelije od 2 A·cm -- 2@2 V, ukupno platinasto katalizovalište od 2~3 mg/cm2, stabilno vrijeme rada od 6×104 ~8×104 h, trošak proizvodnje vodika je oko 3,7 dolara po kg vodika. Istraživanje smanjenja troškova PEM elektrolitičke ćelije fokusira se na komponente jezgre kao što su membranska elektroda, gas difuzijski sloj i bipolarna ploča zasnovana na katalizantu i PEM materijalima.
Bipolarna ploča i polje protoka predstavljaju veliki dio troška elektrolitičke ćelije, smanjenje troškova bipolarne ploče je ključ za kontrolu troškova elektrolitičke ćelije. U grubim uslovima rada anode u PEM elektrolizeru, korozija bipolarne ploče će dovesti do izlivanja metalnih iona, što će kontaminirati PEM. Stoga je zajednička zaštita bipolarne ploče priprema antikorozijskog premaza na površini. Lettenmeier et al.
pripremio Ti sloj vakuumom plazmu prskajući na bipolarnu ploču od nehranjivog čelika kako bi spriječio koroziju, a zatim pripremio Pt sloj magnetronom sputtering kako bi se spriječilo smanjenje provodljivosti uzrokovane Ti oksidacijom. Daljnje studije su pokazale da se slične performanse ćelija mogu održati zamjenom Pt premaza jeftinijom Nb premazi, a ćelija bi mogla raditi ubodno više od 1000 h. Istraživački tim na Univerzitetu u Tennesseeju koristio je tehnologiju za proizvodnju dodataka za proizvodnju protočnog polja materijala od nehranjivog čelika debljine 1 mm na katodnom bipolarnom tanjuru, te je na njemu deponirao sloj za difuziju neto gasa debljine 0,15 mm. Katodna impedancija jedne ćelije je vrlo mala, a performanse ćelije su do 2 A·cm -- 2@1.715 V, ali površina je i dalje potrebna za poboljšanje stabilnosti. Pored toga, Nacionalna laboratorija Oak Ridge, Korejski institut za nauku i tehnologiju i druge institucije su također izvršili niz razvoja bipolarnih ploča za PEM elektrolitičke ćelije.
Elektrodni materijal koji se trenutno koristi, najčešće se koristiTitanijska vlakna osjetila, koja ima dobar otpor i otpor korozije.
Ukoliko ste zainteresovani, kontaktirajte nas:
Pošta:zhangjixia@bjygti.com
