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PEM电解水制氢,核心部件PEM催化剂膜电极

2023-08-02 11:55 作者:小吴18030132585  | 我要投稿

MEA的制备工艺

膜电极是由质子交换膜、催化剂层、边框以及扩散层组成,那么它如何从原材料变成了成品,这其中两个主要的工艺环节就是薄膜制备和催化剂涂布。

目前,CCM法(Catalyst Coated Membrane催化剂直接涂抹技术)是应用最广泛的MEA制备方法,将催化剂涂布在质子交换膜的两侧,再通过热压法将气体扩散层和附着催化层的质子交换膜结合在一起。

通过CCM制备工艺增加了催化剂和质子交换膜的接触面积,降低了质子交换膜和催化剂之间的阻抗,提升了膜电极性能。


PEM水电解槽以固体质子交换膜PEM为电解质,以纯水为反应物。由于PEM电解质氢气渗透率较低,产生的氢气纯度高,仅需脱除水蒸气,工艺简单,安全性高;电解槽采用零间距结构,欧姆电阻较低,显著提高电解过程的整体效率,且体积更为紧凑;压力调控范围大,氢气输出压力可达数兆帕,适应快速变化的可再生能源电力输入。

PEM电解槽原理

电解槽主要结构类似燃料电池电堆,分为膜电极、极板和气体扩散层。

PEM电解槽的阳极处于强酸性环境(pH≈2)、电解电压为1.4~2.0 V,多数非贵金属会腐蚀并可能与PEM中的磺酸根离子结合,进而降低PEM传导质子的能力。



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