PEM elektrolizės vandens vandenilio gamybos technologijos pranašumai

Vandenilio gamyba vandeniuElektrolizėTai reiškia, kad vandens molekulės yra atskirtos veikiant direktui, kad būtų galima generuoti deguonį ir vandenilį, kuris yra nusodintas atitinkamai iš elektrolizerio anodo ir katodo.

Remiantis skirtingomis elektrolizerio diafragmos medžiagomis, vandenilio gamyba iš vandens elektrolizės paprastai yra padalinta į šarminę vandens elektrolizę (ALK),Protonų mainų membranos(PEM) Vandens elektrolizė ir aukštos temperatūros kietos oksido vandens elektrolizė (SOEC).

Tarp jų,PEM vandens elektrolizėVandeniliui gaminti nurodo vandenilio gamybos procesą, kuris naudoja protonų mainų membraną kaip kietą elektrolitą ir naudoja gryną vandenį kaip žaliavą elektrolizuojančiam vandeniui vandeniliui gaminti.

PagrindiniaiPEM vandens elektrolizerisiš vidaus į išorę protonų mainų membranos, katodo ir anodo katalizinių sluoksnių, katodo ir anodo dujų difuzijos sluoksnių, katodo ir anodo galinių plokštelių ir kt.

Difuzijos sluoksnis, katalizinis sluoksnis irProtonų mainų membranosSudarykite membranos elektrodą, kuris yra pagrindinė medžiagos perdavimo ir elektrocheminių reakcijų vieta visame vandens elektrolizlyje. Membranos elektrodo charakteristikos ir struktūra daro tiesioginę įtakąPEM vandens elektrolizeris.

PEM vandenilio gamyba turi šiuos pranašumus, palyginti su tradiciniu šarminio vandens elektrolizės vandenilio gamyba:

① aukšto grynumo, jokios taršos

PEM vandenilio gamyboje naudojamas protonų mainų membranos kietas elektrolitas. Sukurtoms dujoms nereikia elgtis, o molekulinio lygio mikroporinės jonų membranos storis yra labai mažas, todėl sunku gaminti vandenilio atvirkštinę osmosą. PEM tipui reikia tik gryno vandens, jokių priedų ir jokių korozinių skysčių, todėl jis neužteršia aplinkos ir turi didelį dujų grynumą; Nors tradiciniam šarminiam elektrolitui reikia pridėti 15% NaOH arba 30% KOH, todėl skystis elektrolizė yra labai ėsdinanti ir gali lengvai sukelti plovimo skystį užteršti apkrovos vamzdyną.

② Aukštos konversijos efektyvumas

PEM tipo katalizinis elektrodas yra molekulinio lygio mikroporė, esanti arti abiejų jonų membranos pusių ir tarp vidinių porų. Tai yra nulinio polo atstumo katalizinis elektrodas. Jo pranašumai yra didelė reakcijos sritis ir didelis konversijos efektyvumas; Nors tradiciniai šarminiai elektrodai tarp elektrodų yra nedidelė atstumo riba, o pasipriešinimas tarp elektrodų yra didelis, todėl didesnė srovė, didelė šilumos susidarymas ir mažas konversijos efektyvumas.

③ šviesos svoris ir mažas dydis

Dabartinė dviejų pakopų kamerų kolektoriaus struktūra PEM tipo elektrolizeris yra kompaktiška ir elastinga, todėl elektrolizerio šviesa ir maža. Svoris yra tik 1/3 įprasto elektrolizerio, turinčio tą pačią vandenilio gamybos pajėgumą. Privalumas yra nulinis polių atstumas. Vidinis ląstelės pasipriešinimas yra mažas; Nors dabartinis tradicinio šarminio elektrolitinės ląstelės vidinio elektrodo kameroje kolekcionierius neturi elastingumo, todėl didelis elektrinės energijos šilumos praradimas ir mažas konversijos efektyvumas.

④ pritaikoma atsinaujinančios energijos energijos gamybos nepastovumui

„PEM“ elektrolizės vandens vandenilio gamybos sistema turi greitą reagavimo greitį ir yra pritaikoma dinaminiam veikimui, kuris labai tinka netolygiai, pertraukiamam ir svyruojančiam atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių kaip vėjo energija ir saulės energijos perdavimas, pobūdį.

Techniniu požiūriu naudojama elektrolitinė ląstelė turi kompaktišką struktūrą ir mažą dydį, kuris palengvina greitą apkrovos pokytį. Elektrolitinė ląstelė pasižymi dideliu efektyvumu, dideliu gautų dujų grynumu, mažai energijos suvartojant ir žymiai pagerino saugumą ir patikimumą, todėl ji yra tinkamesnė atsinaujinančių energijos šaltiniams. Dėl atsinaujinančios energijos nepastovumo PEM vandens elektrolizės technologija yra žinoma kaip viena perspektyviausių vandens elektrolizės vandenilio gamybos technologijų vandenilio gamybos srityje.

Tačiau kadangi PEM elektrolizatoriams reikia veikti labai rūgščioje ir labai oksiduojančioje darbo aplinkoje, įranga labiau priklauso nuo brangios metalinės medžiagos, tokios kaip iridis, platina, titanas ir kt., Tai yra didelės išlaidos. Tai taip pat yra kliūtis, ribojanti PEM vandenilio gamybos technologijos plėtrą ir tyrimų bei plėtros kryptį.