Протонмен алмасу мембранасы (пем) өндірісі

Протонмен алмасу мембранасыЖанармай жасушаларын (PEMFC) су электролизерінің «кері» құрылғысы деп айтуға болады. Су электролизі сутегі мен оттегімен электролиз суына сыртқы қуат көзін пайдаланады; Жанармай жасушалары - бұл сутегі мен оттегінің электрхимиялық жағынан су өндіру және бір уақытта электр энергиясын өндіруге әсер ететін процесс. PEMFC-де екі тірек, сутегі электродтары және оттегі электродасы бар, олардаПротонмен алмасу мембранасыэлектролит ретінде қызмет етеді.

Proton Exchange мембранасы Сурет: gore

Сондықтан,Протонмен алмасу мембранасы (PEM)Протонмен алмасу мембраналық жасушасының негізгі материалдарының бірі болып табылады және оның өнімділігі батареяның өнімділігі мен қызмет ету мерзімін анықтайды. Сутегі отынының жасушасының тиімді және тұрақты жұмыс істеуі үшін Протонмен алмасу мембранасы протондық өткізгіштікке ие, жақсы жылу және химиялық тұрақтылық, жоғары механикалық беріктік және беріктік болуы үшін қажет.

Proton Exchange мембранасы қалай жұмыс істейді

Өндірістік процессПротонмен алмасу мембранасымембрананың жұмысына тікелей әсер етеді. Қазіргі уақытта екі негізгі өндірістік процестер бар: еріту процесі және шешім процесі.

Біріншіден, мембрананы қалыптастыру әдісі

Мембрананың түзілу әдісі, сонымен қатар балқыма экструзия әдісі деп аталады, PFSA дайындау үшін қолданылатын алғашқы әдісПротонмен алмасу мембранасы. Дайындық процесі - шайырды шаюды балқыту немесе соңғы өнімді алу үшін трансформациядан кейін мембрана арқылы ерітіңіз. Балқыманы экструзия процесі бірінші коммерциялық тұрғыдан коммерциялық тұрғыдан өндірді, ал Solvay's өнімдерінің отбасы шикізат ретінде қысқа бүйір тізбегі (PFSA) көмегімен ұқсас процесті қолданды.

Бұл әдіспен дайындалған мембранада қалыңдығы қалыңдығы, жақсы өнімділігі және өнімділігі жоғары, ол қалың мембрананың жаппай өндірісіне, ал өндіріс процесіне еріткішті қолданудың қажеті жоқ және экологиялық таза.

Кемшілігі, бір жағынан, бір жағынан, процестің сипаттамаларына байланысты балқыманы экструзия әдісін мембраналар шығару үшін пайдалануға болмайды және PFSA Proton мембранасының есебін тиімді шешпейді; Екінші жағынан, экструзияны қалыптау арқылы жасалған мембрана қорытынды өнімді алу үшін гидролиз түрлендіруден өтуі керек және бұл процессте тегіс мембрананы ұстау қиын. Жоғарыда аталған мәселелерді шешуде түбегейлі шешіле алмайды, протонмен биржалық мембранада балқу әдісін зерттеу және қолдану төмендеу үрдісін көрсетеді.

Екіншіден, ерітіндісінің мембранасын қалыптастыру әдісі

Шешім мембранасын қалыптастыру әдісі - ғылыми зерттеулер мен коммерциялық өнімдерде қолданылатын негізгі әдіс. Бұл шамамен дайындалған: полимер және модификатор құйылған немесе құйылғаннан кейін еріткіште ерітіледі, ал кептіруден кейін ерітіндіде, ал кептіруден кейін, ақырында, мембрананы қалыптастыру үшін еріткішті алып тастаңыз. Шешім мембранасын қалыптастыру әдісі көптеген шайырлы жүйелерге жарамды, гибридті модификацияға және микроқұрылымды дизайнға қол жеткізуге болады және сонымен қатар ультра жұқа мембраналарды дайындау үшін қолдануға болады, сондықтан ол көп көңіл бөледі.

Шешім мембранасын қалыптастыру әдісі, оны шешу әдісі, шешу әдісі, шешу әдісі және сол гель әдісі, сол гель әдісі.

1. Шешім құю әдісі

Шешім құю әдісі - полимерлі ерітіндіні тікелей жалпақ қалыпқа салыңыз және белгілі бір температурада мембрананы қалыптастыру үшін еріткішті құйыңыз. Бұл әдіс қарапайым және оңай, және негізінен зертханалық базалық зерттеулер мен коммерциялық алдын-ала дайындау және процестерді оңтайландыру үшін қолданылады.

2. Шешім диффузиялық әдісі

Шешім беру әдісі - бұл кең ауқымды үздіксіз өндіріс үшін пайдалануға болатын шешімді құю әдісінің кеңеюі, сондықтан ағымдағы коммерциялық өнімдер (негізінен PFSA Proton Exchange мембраналары) негізінен шешім қабылдау әдісін қолданады.

Ерітіндіні тарату әдісі, негізінен, ерітінділерді ауыстыру, құрғақ мембрананың пайда болуы және басқа да процестер арқылы, оның ішінде, күрделі, еріткішті қалпына келтіру керек, бірақ артықшылығы - өнімнің өнімділігі жақсырақ және мембрананың қалыңдығы жұқа болып табылады.

Негізгі өндірістік компаниялар: Америка Құрама Штаттары gore gore сериялы мембрана, Select Select Select Select Spect Exhem Nafone Membrane, Asahi Kasei ACFLEX мембранасы, Asahi vasei флемион мембранасы, донги тобы және т.б.

3. Сол гель әдісі

Sol-Gel әдісі әдетте органикалық-бейорганикалық композициялық мембраналарды дайындау үшін қолданылады. Соль-Гель процесі полимер матрицасындағы бейорганикалық толтырғыштардың біркелкі таралуына қол жеткізу үшін қолданылады.

Қарапайым дайындық процесі келесідей: алдын-ала дайындалған полимерлі біртекті мембрана ісінген және алкөлдермен ерітіндіге арналған, ал сұйықтықты (Si, Ti, ZR, ZR, ZR, ZR және т.б.) және бейорганикалық оксид, композиттік мембрананы алу үшін мембранаға доптикалық. Осындай жолмен жасалған органикалық-бейорганикалық композициялық мембрананың өнімділігі, әдетте, диренсивті ерітінділердің мембранасына қарағанда жақсы, ал осы мембранадан жасалған сутегі отынының жасушасы жоғары температурада тұрақты жұмыс істей алады, бірақ ол мембрананың үлкен көлемде өндірісіне қол жеткізе алмайды.