Склад та принцип роботи електролізера PEM Prosement Electrolyzer

Мембрана протонообмінної мембрани (PEM) Водний електролізТехнологія має переваги низького споживання постійного струму, високої щільності струму, невеликого об'єму електролізера, високого робочого тиску та експлуатації диференціального тиску, широкого діапазону регулювання потужності тощо. Він має хорошу пристосованість до потужності вітру та фотоелектричної потужності з великими коливаннями, і в останні роки швидко розвивається.

ЗPEM Electrolyzerє основною частиною пристрою виробництва водню PEM водного електролізу. Основні його компоненти включають компресійні пластини, біполярні пластини, шари дифузії газу, аноди та катоди таМембранні електроди（Mea）. Розуміючи матеріали та функції компонентів в PEM Electrolyzer, ми можемо поглибити наше розуміння цієї передової технології та її ролі в галузі чистої енергії.

СкладPEM Electrolyzer

Назви компонентів PEM Electrolyzer зверху вниз:

Болт, стиснення пластини, ізоляційний шар,біполярна пластина, ізоляційне гумове кільце, титанова сітка (2 шари),Титан відчуває себе, мембранний електрод, титановий фетар, титанова сітка (2 шари), ізоляційне гумове кільце, електродна пластина, ізоляційний шар, стиснення пластини

1. Пластина компресії

Пластина стиснення виготовлена ​​з алюмінієвого сплаву і використовується для фіксації всього електролізера.

2. Ідуляційне гумове кільце

Наступним нижче пластини під тиском є ​​ізоляційне гумове кільце, яке має ізоляцію та ущільнювальні властивості.

3.біполярна пластина (BPP)

Біполярна пластина (BPP) - це плоский сепаратор (з металевою сіткою або екранним ламінатом або товстим металевим сепаратором з каналами польового поля травленого потоку), що використовується для відповідності напруги живлення, укладаючи кілька електролітичних одиниць комірок послідовно. Окремі сусідні одиниці та здійснюють електронні з'єднання. Він повинен мати низьку стійкість та високу механічну та хімічну стабільність, розподіл рідини та високу теплопровідність, оскільки це також допомагає сприяти передачі тепла.

Титан, як правило, вважається найсучаснішим матеріалом через його відмінну міцність, низький опір, високу теплопровідність та низьку проникність водню. Однак титан сприйнятливий до корозії, особливо на стороні анода, де потенціал може перевищувати 2В, що призводить до накопичення оксиду поверхні, що збільшує контактну стійкість і знижує теплопровідність. Щоб уникнути цього, для зниження опору поверхні можна нанести тонке платинове покриття.

4. Силіконове кільце

Це силіконове кільце з ущільнювальними та рідинними властивостями.

5. Дифузійний шар GAS (GDL)

Шар дифузійного газу, або колектор струму GDL або PTL, діє як електронний провідник між MEA та BPP, забезпечуючи ефективну масову передачу рідини та газу між електродом та BPP.

На аноді рідка вода транспортується з каналів BPP через колектор струму до шару каталізатора на мембрані, де вода розкладається в кисень і протони, а кисень, що виробляється тут, дифундує в канал потоку у зворотному напрямку через колектор струму.

На катоді рідка вода та водень транспортуються з мембрани до каналів BPP через колектор струму. Електрони починаються від шару каталізатора на стороні анода, проходять через колектор струму та BPP, а потім досягають сторони катода. У електролізерах PEM слід використовувати інші матеріали, оскільки анодний потенціал досить високий для окислення вуглецевих матеріалів. Титан - це, як правило, вибір колектора анодного струму.

6. Мембранна електродна збірка (MEA)

МЕА складається з протоноводної мембрани, яка покрита пористими шаром електрокаталізаторів як на сторонах анода, так і на катодах. Це основна складова електролізера. Вода розкладається в газоподібне водне та кисень під дією електричного струму. На аноді вода окислюється на кисень та протони. Потім гідратовані протони мігрують до катода. Електрони протікають до катода через зовнішній ланцюг.

На катоді протони набирають електрони і зменшуються до утворення водню. Оксид іридію, як правило, вважається найбільш розвиненим каталізатором електролізу води PEM. Серед одиночних оксидів переходу RUO2 має найвищу активність OER, але нестабільний в умовах електролізера. IRO2 трохи менш активний, ніж RUO2, але має перевагу більш високої резистентності до корозії.

Принцип роботи PEM Electrolyzer

Вода потрапляє в біполярну пластину з входу води, потім потрапляє в шар дифузії газу і, нарешті, потрапляє в мембрану протонового обміну. Вводячи струм та напругу, вода розкладається на протони H+ та два O2-, контактуючи з мембраною протонного обміну електродом. O2- втрачає електрони E- для утворення O2.

Загублені електрони досягають катода через ланцюг, а H+ досягає катода через протонну мембрану, де він поєднується з електронами для утворення Н2.

Анод виробляє кисень, а катод виробляє водень. Кисень, що виробляється на аноді, виходить через анодну трубку, тоді як водень, що виробляється на катоді, виходить через катодну трубку, а потім піднімається до сепаратора води для утворення газу.