Proton Exchange mintz (PEM) Ekoizpen prozesua

Proton Exchange MiNlbraneErregai-zelulak (PEMFC) ur elektrolizatzailearen "alderantzizko" gailua dela esan daiteke. Uraren elektrolisiak kanpoko energia iturri bat erabiltzen du elektrolizatzeko uretara hidrogenoa eta oxigenoa ekoizteko; Erregai-zelulak hidrogenoak eta oxigenoak elektrokimikoki erreakzionatzen duten prozesua dira, aldi berean ura ekoizteko eta elektrizitatea sortzeko. PEMFC-k bi polo ditu, hidrogeno elektrodoak eta oxigeno elektrodoak, zeinetanProton Exchange MiNlbraneelektrolito gisa balio du.

Irudi protoi truke mintza iturria: Gore

Beraz,Proton Exchange MiNlbrane (PEM)Protoi trukeko mintz-erregaiaren oinarrizko oinarrizko materialetako bat da (PEMFC), eta haren errendimenduak bateriaren errendimendua eta zerbitzua zehazten ditu. Hidrogeno erregaiaren zelularen funtzionamendu eraginkorra eta egonkorra lortzeko, protoi-trukeko mintzak protoi-eroankortasuna, egonkortasun termiko ona eta kimikoa, indar mekaniko eta iraunkortasun handia izan behar du.

Irudian nola funtzionatzen duen protoien trukeko mintza

Produkzio prozesuaProton Exchange MiNlbranemintzaren errendimenduari zuzenean eragiten dio. Gaur egun, bi ekoizpen prozesu nagusi daude: urtze prozesua eta irtenbide prozesua.

Lehenik eta behin, MeLt MeMbrane Forming metodoa

MeLT mintzek eratzeko metodoa, urtze estrusio metodoa ere deitzen zaio, PFSA prestatzeko erabiltzen den lehen metodoa daProton Exchange MiNlbrane. Prestaketa prozesua erretxina urtzea da estrusioaren bidez edo mintzara biribiltzea, azken produktua lortzeko eraldaketa tratamenduaren ondoren. Urtzen estrusio prozesua Dupont-ek egin zuen lehenik eta behin, DuPont-ek ekoitzitakoa izan zen, eta Solvayren Aquivion produktuen familiak antzeko prozesua erabiltzen du azido perfluorosulfonikoaren (PFSA) lehengai gisa.

Metodo honek prestatutako mintzak lodiera uniformea, errendimendu ona eta ekoizpen eraginkortasun handia ditu, mintz lodiko ekoizpen masiboa egiteko egokia da eta ekoizpen prozesuak ez du disolbatzailea erabili behar eta ingurumena errespetatzen du.

Desabantaila da, batetik, prozesuaren ezaugarriak direla eta, urtu estrusio metodoa ezin da erabili mintzak ekoizteko eta ezin du modu eraginkorrean konpondu PFSA protoi-mintzaren kostuaren arazoa; Bestalde, estrusio moldurak egindako mintzak hidrolisi eraldaketa egin behar du azken produktua lortzeko, eta zaila da prozesu honetan mintz leuna mantentzea. Aurreko arazoak ikusita ezin dira funtsean konpondu, protoi-truke-mintzaren arloan urtzeko metodoaren ikerketa eta aplikazioak beherakada joera erakusten du.

Bigarrena, irtenbide mintzak eratzeko metodoa

Konponbide mintza eratzeko metodoa ikerketa zientifikoko eta merkataritza produktuetan erabilitako metodo nagusia da. Gutxi gorabehera prestatuta dago honela: polimeroak eta aldatzailea disolbatzaileetan disolbatzen dira bota edo bota ondoren, eta azkenik disolbatzailea kendu ondoren, mintza osatzeko disolbatzailea kentzeko. Soluzioaren mintza eratzeko metodoa erretxina sistema gehienetarako egokia da, aldaketa hibridoak eta mikroegituraren diseinua lortzeko erraza da eta, beraz, mintz ultra-meheak prestatzeko ere erabil daiteke. Beraz, arreta handia erakarri du.

Irtenbide mintzak eratzeko metodoa irtenbide galdaketa metodoa, irtenbide casting metodoa eta Sol-gel metodoa izan daitezke, azken prozesuaren diferentziaren arabera.

1. irtenbide galdaketa metodoa

Irtenbide galdaketa metodoa polimeroen konponbidea zuzenean molde lautadan botatzea da eta disolbatzaileari lurra bihurtzea tenperatura jakin batean mintza eratzeko. Metodo hau erabiltzeko erraza eta erraza da, eta laborategiko oinarrizko ikerketa eta aurrez komertzialen formulazio eta prozesuen optimizaziorako erabiltzen da batez ere.

2. Soluzioaren difusio metodoa

Soluzioaren galdaketa metodoa konponbideen galdaketa metodoa da, eskala handiko etengabeko produkziorako erabil daitekeena, beraz, egungo merkataritzako produktuak (batez ere PFSA protoi trukeko mintzak) gehienbat konponbide galdaketa metodoa erabiltzen dute.

Soluzioaren galdaketa metodoa etengabeko produkzioa lor daiteke, batez ere erretxina-disoluzioaren eraldaketa, konponbide galdaketa eta bestelako prozesuak barne, bere prozesua luzeagoa da, disolbatzailea da, produktuen errendimendua hobea dela eta mintzaren lodiera meheagoa dela.

Ekoizpen enpresa nagusiak hauek dira: Estatu Batuetako Gore Gore-Hautatu serieko mintzak, Dupont Bigarren belaunaldiko Nafion Membrane, Asahi Kasei Acflex mintza, asahi beira flemion mintza, dongyue taldea eta abar.

3. Sol-gel metodoa

Sol-gel metodoa normalean konposatutako mintz konposatu organikoak prestatzeko erabiltzen da. Sol-gel prozesua polimeroen matrizean betegarri ezorganikoen sakabanaketa uniformea ​​lortzeko erabiltzen da.

Prestaketa prozesu sinplea honako hau da: aurrez prestatutako mintza homogeneoa alkols (SI, TI, ZR eta abar disolbatutako molekula disolbatzaile txiki batean bustitzen da eta oxido ezorganikoa Sol-gel prozesuaren bidez mintz konposatua lortzeko mintz konposatua lortzeko. Modu honetan egindako konposatu konposatu organikoko mintzaren errendimendua orokorrean hobea da mintzarekin egindakoa eta hidrogeno erregai zelulak mintz horretatik egindako hidrogeno erregai zelulak 130 ℃ tenperatura altuak izan ditzake, baina ezin du mintzaren etengabeko ekoizpen etengabea lortu.