Избор на йонна мембрана за електролиза на водата

1、Разбиране на мембраната за йонообменна обменна мембрана за обмен (IEM) е тънка бариера, която позволява селективно да се прехвърлят йони от един електрод на електрохимично устройство към друго, включително, но не само, клетките на водна електролиза и горивни клетки. Йоно-обменната мембрана се състои от триизмерна полимерна матрица, функционализирана с заредени (или йонообменни) групи. Тези групи с фиксиран заряд напълно или частично отблъскват с подобен начин заредени йони (изоони) от мембраната и позволяват на йони с различни заряди (противоиони) да преминат през мембраната. В хидроелектролитичните клетки и горивните клетки ефективният транспорт на йони е важен за постигане на висока производителност, намаляване на свръхпотенциалното и гарантиране на общата ефективност на съответните електрохимични процеси.

2、Основни съображения при избора на подходящ IEM

Според типа група с фиксиран заряд в полимерния гръбнак, IEM може да бъде разделен на два типа: катионна (CEM) и анион (AEM) обменна мембрана. Мембраните за обмен на катиони съдържат фиксирани отрицателно заредени йони, които позволяват на катионите да се движат по мембраната. Обратно, AEM носи положително заредени групи, които избирателно позволяват транспортирането на аниони. В допълнение към тези две основни класификации, IEM може да бъде и a мембрана за обмен на протон (PEM), Биполярна мембрана, амфотропна мембрана и смесена матрична мембрана. Във водни електролитични клетки и горивни клетки PEM и AEM са най -полезни. PEM е специален CEM, който може да транспортира протони (H + йони).

1. Когато избирате мембрана за йонен обмен, първото разглеждане е вида на електролитичния резервоар за горивни клетки и вода. Работата на горивни клетки и водни електролитични клетки включва транспортиране на йони; Видът на йона, който трябва да се предаде, определя подходящия тип мембрана на йонния обмен, който ще се използва. За транспортиране на Н + йони са необходими полимерни електролитни мембранни електролитични клетки (PEMWE) и горивни клетки (PEMFC), работещи при киселинни условия. По този начин и PEMFC, и PEMWE използват PEM. За разлика от това, мембраната на мембраната на анионната обменна горивни клетки (AEMFC) и мембраната на анионната мембрана на мембраната на водата (AEMWE) работят в алкална среда. И AEMFC, и AEMWE използваха AEM.

След като бъде идентифициран типът IEM, подходящ за електролитичната клетка на горивната клетка и водата, е време да влезете по -дълбоко в специфичните характеристики, които произвеждат целева ефективност и ефективност.

2、Производителността на IEM и баланса между тях

Като цяло, свойствата на IEM се определят от характеристиките на полимерния гръбнак и фиксирания заряд, който представлява неговата структура. По -специално, плътността, омокряемостта (хидрофобна или хидрофилна) и морфологията на полимерната матрица, както и вида и концентрацията на заредените функционални групи, могат да повлияят на работата на IEM. Механичните, химичните и топлинните свойства на IEM се влияят главно от полимерния гръбнак, докато електрохимичните свойства, проводимостта и свръхлективността се определят от концентрацията на фиксирания заряд. Щракнете тук, за да научите повече за функциите на Key IEM.

Високопроизводителността IEM трябва да има висока йонна проводимост, висок капацитет за обмен на йони, почти еднообразна свръхлективност и отлична размера, химическа, механична и топлинна стабилност. Не е лесно да се отговори на всички тези изисквания. Не можем да направим всичко и в повечето случаи трябва да намерим перфектния баланс между тези характеристики.

3. Условия на труд

Когато намирате подходящ IEM за вашето приложение, трябва също да помислите за условията на труд, включително нивата на температура, налягане и влажност. Условията на труд могат да повлияят не само на ефективността на IEM, но и неговата стабилност. Някои IEM имат най -добри показатели при високи температури, докато други са проектирани за приложения с ниска температура. Уверете се, че избраният IEM поддържа среда за използване на устройството.

4, цената на мембранните материали

Да предположим, че сме намерили перфектно оптимизирана мембрана както с добра производителност, така и стабилност. Друг фактор, който трябва да се вземе предвид, е цената. Обикновено високите изисквания за производителност и стабилност изискват високи материали. Следователно балансирането на изискванията за ефективност и бюджетните ограничения е от решаващо значение, тъй като цената на IEM засяга общата цена на горивните клетки и водните системи.

Изборът на правилната мембрана за обмен на йони е ключовият момент в проектирането на ефективни и трайни клетки на хидролиза и системи за горивни клетки. Като внимателно обмисляте горните фактори и провеждате подходящи тестове, можете да вземете информирани решения въз основа на специфичните изисквания за приложение. Моля, свържете се с нас, нашите инженери по приложения и вътрешни хидролиза на клетките и експертите по горивни клетки ще ви помогнат да изберете най-добрия продукт за вашето приложение. Нека работим заедно, за да проправим пътя за развитието на чисти и устойчиви енергийни решения.