PEM elektrolizatzailearen katalizatzailearen azterketa

1. Hidrogeno ekoizpenerako PEM ur elektrolisirako sarrera

PEM elektrolizproahidrogeno ekoizpenerako, ere ezagunaProton Exchange MiNlbraneHidrogeno ekoizpenerako ur elektrolisiak, hidrogeno ekoizpen prozesua aipatzen du, protoi-trukeko mintza elektrolito sendo gisa erabiltzen duena eta ur garbia erabiltzen du hidrogenoa ekoizteko ur elektrolisirako lehengaia.

Ur alkalistikoen elektrolisiko hidrogenoen ekoizpen teknologiarekin alderatuta, PEM Ura elektrolisia hidrogenoen ekoizpen teknologiak gaur egungo dentsitate handiaren, hidrogeno handiko garbitasunaren eta erantzun azkarraren abiadura ditu. PEM Ura Elektrolisiak Hidrogeno Produkzio Teknologiak lan-eraginkortasun handiagoa du.

Hala ere, geroztikPEM elektrolizatzaileakLan-ingurune oso azido eta oso oxidatzailean funtzionatu behar da, ekipamendua material metaliko garestien araberakoa da, hala nola Iridium, Platinoa, titanioa eta abar, kostu handiak sortzea.

PEM elektrolizproa

2.Pem uretako elektrolisia hidrogeno ekoizpen printzipioa

PEM hidrogeno ekoizpena hurrengo lau pausoetan banatzen da batez ere.

1. Uraren elektrolisia eta oxigeno bilakaera

Ura (2h2o) elektrodo positiboaren aurkako hidrolisi erreakzio bat jasaten du eta protoi (4h +), elektroiak (4H +) eta oxigeno gaseosoak (O2) zatitzen ditu eremu elektrikoaren eta katalizatzailearen arabera, ekuazioan erakusten den moduan (1).

2h2o = 4h ++ 4e- + o2 (1)

2. Protoi trukea

4h + azido sulfonikoko talde funtzionalekin duen pem solidoa igarotzen da eta eremu elektrikoaren ekintzaren azpian elektrodo negatiboa lortzen du.

3. Erodukzio elektronikoa

4E-elektroiak elektrodo positiboetik elektrodo negatiboetik pasatzen dira kanpoko zirkuituaren bidez.

4. Hidrogeno gasaren bilakaera

Elektrodo negatibora iristen den 4h + 2h2 sortzen da, ekuazioan erakusten den moduan (2).

4h ++ 4e- = 2h2 (2)

3. PEM Ura Elektrolisia Hidrogeno Produkzio Katalizatzailea

Protoi-trukeko mintz komertzial komertziala azido perfluorosulfonikoko polimero mintzak dira. Hori dela eta, PEM hidrogeno ekoizpen-elektrodoaren lan-ingurunea oso azido da. Osagai bakoitzaren materialak korrosioarekiko erresistentzia kontuan hartu behar dira, eta katalizatzailea ez da salbuespena. Orokorrean, platinoa, iridioa, rutenioa eta abar bezalako metal preziatuak.

Hidrogeno ekoizpenerako katodoaren katalizatzaile eta anodoaren katalizatzaileak desberdinak dira. Katodoa aPlatinozko karbono katalizatzaileaeta anodoa, oro har, Iridium-oinarritutako katalizatzailea da, esaterako, Iridium dioxidoa eta Iridium beltza. Karga txikiko edukiera etorkizuneko garapen teknologikoko jarraibideetako bat da. Gainera, egitura katalitikoaren optimizazioa eta hondakinak metalezko birziklapen preziatua ere industrian gai beroak dira.

1. Katode hidrogenoaren bilakaera: platinozko karbono katalizatzailea

Katalunketa on gisa, PTk hidrogeno molekulak adsorbatu ditzake eta disoziazioa sustatu dezake, eta gaur egun merkataritza-erabilerarako lehen aukera da. Platinozko karbono katalizatzailea, aipatzen daPT / C, Platinozko karbono katalizatzaile bezala ere ezaguna da, platinoa karbono aktibatuan kargatzen duen garraiolari katalizatzailea aipatzen da eta metalezko katalizatzaile preziatuen azpikategorietako bat da. PT kargatzea orokorrean 0,4-0,6 mg / cm2 da.

Murriztu kimikoen metodoa gaur egun gehien erabiltzen den Platinum Carbon katalizatzeko produkzio metodoa da. Karbono aktibatua, ur destilatua, azido azido disolbagarria eta abar erabiltzen dituen metodo bati erreferentzia egiten dio lehengai gisa, eta platinozko karbono katalizatzailea sortzen du nahasketa eta disolbazioaren, ultrasoinu bibrazioaren tratamendua, kimika murrizteko tratamendua eta beste urrats batzuk.

2. Anodo oxigenoaren bilakaera: Iridium oinarritutako katalizatzailea

Anodoa oxigeno handiko ingurunea denez, anodoak katalizatzaile elektrokimikoak metalezko elementu preziatuak eta haien oxidoak, esaterako, oxidazio eta korrosioarekiko erresistenteak dira.

Ruo2 eta IRO2-k jarduera katalitiko onena dute oxigenoaren bilakaerarako erreakzio elektrokimikoetarako, eta IRO2-k egonkortasun hobea du, beraz IRO2 da oxigenoaren bilakaera katalizatzailearen material nagusia.

Iridium oxidoaren prestaketa metodoak, batez ere, prezipitazio metodo kimikoa, Sol-gel metodoa, Sol-gel metodoa eta abar daude. Prezipitazioa lortzen da, eta orduan kaltzazioa iridium oxidoa lortzeko egiten da.