Көміртекті өндірудің құрамы және жұмыс принципі electrolyzer

Протонмен алмасу мембранасы (пем) су электролизіТехнологияның төмендеуі төмен деңгейлі, жоғары токтың тығыздығы, аз мөлшерде, шағын электролизердің көлемі, жоғары жұмыс қысымы және дифференциалды қысымның, кең қуатты реттеу диапазоны және т.б. Үлкен ауытқулармен және фотоэлектрлік қуатқа ие және соңғы жылдары тез дамыды.

ТаPEM electrolyzerСудың электролизі сутегі шығаратын құрылғының негізгі бөлігі. Оның негізгі құрамдас бөліктеріне сығымдау тақталары, биполярлы тақталар, газ диффузиялық қабаттары, анодтар және катодтар кіреді жәнеМембрана электродты жиналыстары(MEA). PEM электролизеріндегі компоненттердің материалдары мен функцияларын түсіну арқылы біз осы заманауи технологиялар туралы түсінігімізді және оның таза энергетика саласындағы рөлін тереңдетуге болады.

ҚұрамыPEM electrolyzer

PEM electrolyzer компоненттерінің есімдері жоғарыдан төменге қарай:

Болт, сығымдау тақтайшасы, оқшаулау қабаты,биполярлы тақтайша, резеңке сақин, титан торы (2 қабат),титан киіз, мембраналық электрод, титан киіз, титан торы (2 қабат), оқшаулау резеңке сақинасы, электродақтар, оқшаулағыш қабаты, сығымдау тақтасы

1. КОМЕНЦИЯЛЫҚ ПЛАССИТ

Сығымдау тақтайшасы алюминий қорытпасынан жасалған және бүкіл электролизерді түзету үшін қолданылады.

2. Синдингілік резеңке сақина

Қысым тақтайшасының астында оқшауланған резеңке сақина, оның оқшаулағыш және тығыздағыш қасиеттері бар.

3.Биполярлы тақтайша (BPP)

Биполярлы тақтайшалар (BPP) - жалпақ бөлгіш (металл торы немесе экран ламинеті немесе экрандық кернеумен), сериялы бірнеше электролиттік ұяшықтарды жинақтау арқылы қуат көзі кернеуіне сәйкес келеді. Көршілес бірліктерді бөліп, электронды қосылыстар жасаңыз. Онда төмен қарсылық пен химиялық және химиялық тұрақтылық, сұйықтықты тарату және жоғары жылу өткізгіштік болуы керек, өйткені ол жылу беруді жақсартуға көмектеседі.

Титан, әдетте, өте жақсы материал болып саналады, өйткені оның беріктігі, төмен төзімділігі, жоғары термиялық өткізгіштік және сутегі өткізгіштігі төмен. Алайда, титан коррозияға бейім, әсіресе анодтық жағынан, мұнда потенциал 2в-ден асуы мүмкін, нәтижесінде потенциалды оксидтің жиналуы мүмкін, бұл контакті кедергіні жоғарылатады және жылу өткізгіштікті азайтады. Бұған жол бермеу үшін, беттік қарсылық деңгейін төмендету үшін жұқа платина жабыны қолдануға болады.

4.Силикон сақинасы

Бұл герметикалық және сұйық көліктік қасиеттері бар силикон сақинасы.

5.Газды диффузиялық қабат (GDL)

Газды диффузиялық қабат немесе ағымдағы коллектор GDL немесе PTL коллекторы Электрод пен БЭС арасында сұйық және газдың тиімді массасын қамтамасыз ететін электронды өткізгіш ретінде әрекет етеді.

Анодта сұйық су ағымдық жинағыштан ағымдағы коллектордан мембрана арқылы тасымалданады, мұнда су оттегі мен протондарға су ыдыс-аяқпен тасымалданады, ал мұнда өндірілген оттегі ағымдық коллектор арқылы ағын каналына таралады.

Катодта сұйық су және сутегі мембранадан мембранадан ағымдағы коллектор арқылы BPP арналарына тасымалданады. Электрондар Anode жағындағы катализатор қабатынан іске қосылады, ағымдағы коллектор және BPP арқылы өтеді, содан кейін катод-катерге жетіңіз. PEM Electricolzers-те басқа материалдар қолданылуы керек, өйткені анод потенциалы көміртек материалдарын тотықтыруға жеткілікті жоғары. Титан, әдетте, қазіргі заманғы коллекторды таңдау.

6.Membrane электродты құрастыру (MEA)

MEA құрамында протон-өткізгіш мембранадан тұрады, ол анод пен катодтың екі жағынан кеуекті электрокатализаторлармен қапталған. Бұл электролизердің негізгі компоненті. Су электр тогының әсерінен газ тәріздес сутегі мен оттегіне ыдырайды. Анодта су оттегі мен протондарға тотығады. Ылғалдандырылған протондар, содан кейін катодқа қоныс аударады. Электрондар катодқа сыртқы тізбек арқылы ағып кетеді.

Катодта протондар электрондар алады және сутегі түзеді. Иридий оксиді әдетте PEM су электролизіндегі ең жетілдірілген катализатор болып саналады. Бір өтпелі оксидтер арасында RUO2 ең жоғары OER белсенділігі бар, бірақ электролизер жағдайында тұрақсыз. IRO2 RUO2-ге қарағанда сәл аз, бірақ жоғары коррозияға төзімділігінің артықшылығы бар.

PEM Electrolyzer жұмыс принципі

Су су құясындағы биполярлы тақтайшаға кіреді, содан кейін газ дифузиясы қабатына кіреді және ақырында Протонмен алмасу мембранасына енеді. Ағымдағы және кернеуді енгізу арқылы су H + және екі O2 протоктарының протонының бемесе мембранасына хабарласу арқылы ыдырайды. O2- O2 формасына арналған электрондар жоғалтады.

Жоғалған электрондар катодқа катодқа жетеді, ал H + протон мембранасы арқылы катодқа жетеді, мұнда H2 формасын біріктіреді.

Анод оттегі мен катодты сутегі шығарады. Анодта шығарылған оттегі анодтық түтік арқылы шығарылады, ал катодта шығарылған сутегі катодты түтік арқылы шығарылады, содан кейін газды қалыптастыру үшін су-газ сепараторына көтеріледі.