Мембрана электродты дайындау әдісінің тікелей жабық шламын және жабындысы

Мембраналық электродты дайындау үш ұрпақ арқылы өтті.

Бірінші буын шақырылғанГаз диффузиялық электрод (GDE), қайсысы диффузиялық қабатқа катализатор қабатын дайындау үшін экранды басып шығаруды қолданады (1-сурет). Екінші буын - бұлКатализатормен қапталған мембрана (CCM)Дайындық әдісі, яғни катализатор қабаты мемстранада дайындалған, ол ағымдағы мембраналық электродты дайындау технологиясы болып табылады. Бірінші буын әдісімен салыстырғанда бұл әдіс протонмен алмасу мембранасының негізгі материалын байланыстырғыш ретінде пайдаланады, бұл катализатор қабаты мен протонының беріліске төзімділігін азайтадыҮймежәне белгілі бір дәрежеде мембраналық электродтың және кәдеге жарату жылдамдығы мен катализатордың беріктігін жақсартады. Үшінші буын мембраналық электрод - бұл ретті мембраналық электрод. Қазіргі уақытта үшінші буынның жаппай өндірістік технологиясы мембраналық электродты негізінен Америка Құрама Штаттарындағы 3M компаниясы ұсынған халықаралық материалдармен игереді.

1-сурет. GDE мембраналық электродты дайындау процесі

2-сурет CCM Мембраналық электродты дайындау процесі

ТаКатализатормен қапталған мембрана (CCM)Дайындау әдісі, ағымдық негізгі мембраналық электродты дайындау технологиясы ретінде катализаторлық шламды протонмен алмасу мембранасының бетіне тиеудің негізгі қағидатына негізделген, содан кейін оны біріктіредіПротонмен алмасу мембранасы, катализатор қабаты, жақтау жәнеГаз диффузиялық қабатыЫстық басу немесе байланыс арқылы, осылайша мембраналық электродты дайындауды аяқтайды. Қазіргі уақытта жаппай өндіріске қол жеткізе алатын дайындық әдістері негізінен басып шығаруға және тікелей жабынды береді. Кәдімгі аударым процесіне сәйкес, шамамен 3-тен 6-ға дейін мембрана электродтарын бір минут ішінде жабуға болады, ал 30-дан астам дана анод пен катодтың екі жағына бір минут ішінде жабылуы мүмкін (мембраналық электродтың 6 данасына негізделген). Өндірістік тиімділік тұрғысынан анод пен катодты екі жақты тікелей жабыстыру процесі автоматтандырылған партиялық өндірістің қажеттіліктерін қанағаттандырады.

Екі жақты тікелей жабыны үшін, мембраналық ісіну мәселесін шешу үшін, қазіргі уақытта өнеркәсіп негізінен екі жақты тікелей жабынға қол жеткізеді.

IТікелей жабынды тыртықты дамытты: өндіріс тиімділігі едәуір жақсарды

Тікелей жабуға арналған технология катализаторлық шламның тікелей жабыны «Протонмен алмасудың мембранасына» тікелей жабылуына байланысты даму қиын, ал мембрана еріткіштермен кездесуге бейім. Төмендегі 3-суретте көрсетілгендей, әртүрлі су-этанол коэффициенттері мен су-пропанол коэффициенттері бойынша тікелей жабынның сапасы және басып шығару жабындарының сапасы салыстырылады. Салыстырмалы түрде жақсы жабынға қол жеткізу үшін тікелей жабын судың алкогольдік қатынасы ауқымында, ал ауысудың салыстырмалы түрде кең ауқымы бар. Тікелей жабынның технологиялық терезесі әлдеқайда тар екенін көруге болады.

Әдетте, аударым процесінде сынған немесе аз жарықшақты жабуға қол жеткізу керек. Катализатор сырғанағы - бұл органикалық алкогольдік жүйе. Алайда, алкогольді шлам тікелей жабыны кезінде ауыр мембраналық ісінуді тудырады. Осы құбылысқа жауап ретінде VET ENERGENTER тәуелсіз технологиялық процесті және формула әзірледі, ол инновациялық жетілдірулер мен шламды жақсарту және өндіріс тиімділігі жақсарған, келесідей:

● Slurry формуласы: су-н-пропанол жүйесі, оның ішінде су 70% -дан асады;

● Шлам процесі: аралас допты газсыздандыруды инновациялық қолдану + ультрадыбыстық газсыздандыру, бірнеше газсыздандыру процестері және бірнеше араласу процестері, сондықтан дайындық кезінде пайда болған және дайындық кезінде пайда болған көпіршікті уақытында алып тастауға болады;

● Өндіріс тиімділігі: Бұл шламды дайындау процесі тамақтандырылудан 40 минут кетеді, ал өндіріс тиімділігі дәстүрлі дайындық процесіне қарағанда 3-5 есе жоғары.

3-сурет Тікелей жабуға арналған әр түрлі су-алкогольдік коэффициенттердің кеуектілігі (жабыны)

Қаптау процесінің инновациялық оңтайландыруы: бірнеше технологиялық жетістіктерге жету

Тікелей жабуға арналған тағы бір маңызды қиындық - екінші жақты жабындағы мембрананың ісіну мәселесі. Протонмен алмасудың мембранасының қорғаныш қабықшасынан бастап Proton Exchange мембранасының өзі бірінші жағын тікелей жабады, протон мембранасы ақылға қонымды шламның астында ісіну және деформациялау оңай емес. Екінші жағын жабатын кезде, қорғаныс пленкасы алынып тасталады, ал протон мембранасы қолдауды қорғаусыз еріткішті кездестіретін және деформациялануы мүмкін. Екінші жағы мембраналық қорғаныссыз тікелей жабылған кезде, Протон мембранасы қатты әсер етеді. Бұл мәселені шешу үшін VET ENERNES таңдалған және микроорлы күшті вакуумдық адсорбциялық мембрана әзірледі және десанс, анодты және катод катодты карод-катализаторлы шламында техникалық серпіліске қол жеткізді, олар келесідей көрінеді:

● Қаптау температурасы: жабынның сапасы алдымен инверттелген U-тәрізді қисық сызық ұсынатын жабынның температурасымен жақсарады. Энергиямен жабдықтау және энергия үнемдеуді қарастыру негізінде жабынның температурасы 40 ° C болады;

● Қаптау жылдамдығы: қалаған жабын жылдамдығы 5 м / мин көп;

● Қаптау қалыңдығы: қаптауға арналған жарықтың мөлшері қалыңдықтың жоғарылауымен жоғарылайды. Жүктеме негізінде 0,25 мг / см2, жабынының қалыңдығы 60 мкм болуы керек;

● Екінші жағын жабыны: Микроорлы күшті вакуумдық адсорбциялық мембрананы қосыңыз. Бұл мембрана арнайы материалдардан жасалған және белгілі бір кеуектілігі мен қалыңдығы бар. Ол протонмен алмасу мембранасының адсорбциялық күшін тиімді түрде арттыра алады. Протонмен алмасу мембранасы катализатор қабаты бар, екінші жағында, біркелкі және жарқын анодты және катодты катод-катализатор қабатын алу үшін екінші жағынан қапталған.

Тестілеу әдісі

Алдыңғы жабындарды дамыту сатысында, жабынның сапасын бақылаудың тиімді әдісі болған жоқ. Дамудың үлкен көлемін, ұзақ даму циклі және тротуар сынаудың сандық әдістерінің болмауына байланысты, тікелей жабындылар процесі, ветеринарь энергиясы «кеуекті» ұғымын тікелей жабындарды дамыту сатысында сандық түрде бақылау үшін қабылдады. Яғни, жабын металлографиялық микроскоппен суретке түсірілген, ал фотосуреттің каталитикалық қабаттарымен қамту кескінді өңдеу бағдарламалық жасақтамасының көмегімен есептеледі. Қалған бөлігі - жарықтың кеуектілігі. 4-сурет - каталитикалық қабаттың есептеу нәтижесі. Тікелей жабынды әзірлеу кезінде формула мен процесстің оңтайландыру бағыты жарқын кеуектілікті салыстыру арқылы анықталады.

Сурет 4 Каталитикалық қабаттың жабылуының нәтижесі

Қазіргі уақытта негізгі параметрлерМембраналық электродТжКБ Энергетика әзірлеп, дайындаған өнімдер халықаралық деңгейге жетті. Аяқталған өндіріс желісі жыл сайынғы миллионнан астам өнім шығаруға қол жеткізе алады, бұл локализация және шығындарды азайтуда белгілі бір жетекші рөл атқарған. Болашақта VET энергиясы мембраналық электродтың жұмысын жақсартуға және шығындарды азайтуға және коммерцияландыруға ықпал етуді жалғастырадыСутегі отынының жасушасыҮздіксіз технологиялық итерация және жаңарту арқылы өнеркәсіп тізбегі.