알칼리성 수소 전해저에 대한 다이어프램 물질 분석

깨끗하고 지속 가능한 에너지 캐리어로서수소 에너지에너지 위기와 환경 오염을 다루는 데 큰 의미가 있습니다. 특히 수질 분해 수소 생산 기술알칼리성 물 전기 분해 (Awe)수소 생산은 장비 비용이 낮고 성숙한 기술로 인해 수소 생산의 중요한 수단 중 하나가되었습니다.

알칼리에서물 전해질, 다이어프램 재료는 중요한 역할을합니다. 그들은 음극과 양극을 분리 할뿐만 아니라 수소와 산소의 혼합을 방지 할뿐만 아니라 전기 분해 공정의 효율, 내구성 및 비용에 큰 영향을 미칩니다. 알칼리성전해저다이어프램은 전해기 비용의 약 55%를 차지합니다. 따라서, 알칼리성 수소 전해질에 적합한 다이어프램 재료를 연구하고 개발하는 것이 수소 생산 기술의 성능을 향상시키는 열쇠입니다.

알칼리성 물 전기 분해 수소 생산 및 다이어프램 기능의 원리

알칼리성 물 전기 분해 수소 생산의 원리는 수산화 칼륨 (KOH)과 같은 강력한 알칼리성 용액 (KOH)을 전해질의 전해질로 사용하고 물 분자를 분해하여 외부 전압을 통해 수소와 산소를 생성하는 것입니다. 특정 반응 공식은 다음과 같습니다.

음극에서 : 2H2O+2E- → H2+2OH-

양극에서 : 4oh- → O2+2e-+2H2O

이 과정에서, 수소와 산소는 각각 양극과 음극에서 생성되며 폭발의 위험을 피하기 위해 효과적으로 분리되어야한다. 현재 다이어프램 재료는 매우 중요한 역할을합니다. 일반적으로 다이어프램 재료는 다음과 같은 특성을 가져야합니다.

1. 우수한 전기 전도성 : 다이어프램은 우수한 이온 전도도를 가져야하고 효율적인 전기 분해 반응을 보장하기 위해 정리가 통과 할 수 있어야합니다.

2. 높은 화학적 안정성 : 다이어프램 재료는 고유 한 환경에서 화학적 부식에 저항해야하며 전기 분해 공정은 서비스 수명을 연장해야합니다.

3. 좋은 기계적 강도 : 다이어프램은 전해저의 압력과 안정적인 모양을 유지하기 위해 유체의 영향을 견딜 수 있어야합니다.

4. 저항 손실이 낮 으면 다이어프램의 저항이 낮을수록 전기 분해 효율이 높아서 에너지 소비가 줄어 듭니다.

재료의 다른 특성에 따르면, 일반적인 알칼리성 수소 생산 전해기 다이어프램 재료는 다음 범주로 나눌 수 있습니다.

1. 석면 다이어프램

장점 : 화학적 차단 저항, 고온 저항, 높은 인장 강도, 강한 친수성

단점 : 팽창 특성이있어 전기 분해의 에너지 소비가 증가합니다. 전기 분해 온도를 제한하여 전류 효율을 향상시킬 수 없습니다. 인체에 독성이 있으며 모래 폐 질환을 유발할 수 있습니다. 많은 국가들이 석면 재료의 사용을 제한했습니다.

2. 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 수지 변형 된 석면 다이어프램

장점 : 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 코팅 된 석면 섬유의 다이어프램 구조는 다이어프램의 부식 저항성과 기계적 강도를 향상시키고 석면의 붓기를 감소시켜, Alkali 부식에 대한 Asbestos 다이어프램 부기의 단점을 효과적으로 극복합니다.

단점 : 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 수지의 친수성 불량으로 인해 폴리 테트라 플루오로 에틸렌과의 석면 다이어프램의 친수성이 크게 감소하여 현재 효율을 감소시키고 에너지 소비를 증가시킵니다. 첨가 된 양이 클수록 다이어프램의 친수성이 줄어 듭니다.

3. 폴리 페닐 렌 설파이드 다이어프램 (PPS)

장점 : 우수한 내열성; 매우 강한 강성, 높은 표면 경도, 우수한 크리프 저항 및 피로 저항, 뛰어난 내마모성; 강한 부식 저항; 고온 조건에서 여전히 우수한 치수 안정성을 보여줍니다. 여전히 고온, 높은 습도 및 고주파에서 전기 특성이 여전히 우수합니다.

단점 : 높은 저항성, 열악한 친수성, 에너지 소비 증가

4. 폴리 설폰 다이어프램 (PSF)

장점 : 우수한 산화 저항성, 열 안정성 및 고온 용융 안정성뿐만 아니라 우수한 기계적 특성, 고온 저항, 산 및 알칼리 저항성, 박테리아 차단 저항성, 저렴하고 원료 및 광범위한 PH 응용 분야를 갖습니다.

단점 : 친수성 불량, 다이어프램의 낮은 물 플럭스, 불만족스러운 방지 성능, 적용 범위 및 서비스 수명에 영향을 미칩니다.

5. PolyetherTherketone (엿보기)

장점 : 고온 저항, 화학적 부식 저항

단점 : 다이어프램 성능 및 두께는 직조 방법의 영향을받습니다.

최초의 알칼리 전해저 다이어프램 물질은 석면 다이어프램이지만 인체에 해를 끼칠 수 있기 때문에 제거되었습니다. 현재의 주류는 폴리 페닐 렌 설파이드 PPS 다이어프램이며, 고성능 다이어프램은 무기 층의 PPS로 코팅 된 복합 막을 사용한다.

복합 다이어프램의 표면은 나노 포러스이고 내부는 미크론 기공 구조이다. 수소가 통과하는 것을 막는 능력이 강합니다. 동시에, 전해질 이온을 통과 할 수 있으며 영구적 인 친수성이 있습니다. 수입 다이어프램과 동일한 성능을 가지고 있으며 전해 성능 및 서비스 수명이 우수합니다. 현재 복합 다이어프램의 최대 너비는 2 미터에 도달 할 수 있으며, 이는 큰 전해질의 크기 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

이 기사에서 언급 된 다이어프램은 모두 알칼리 전해질에 적합하지만, 각 다이어프램에는 고유 한 장점과 단점이 있고 비용 차이가 크기 때문에 실제 생산 공정에서는 다양한 응용 시나리오 및 알칼리 전해기의 시장 수요 요구 사항에 따라 다이어프램을 선택해야합니다.