质子交换膜电解水制氢

质子交换膜电解水制氢 – 氢燃料电池涂布机喷涂仪驰飞超声波喷涂

技术逐步产业化,采用质子交换膜替代了碱性电解槽中的石棉隔膜,可传导质子。

优点1: 同时质子交换膜绝缘、无孔隔绝气体,具有更好的安全性,产氢纯度高99.99%。

优点2:电流密度大2A/cm2, 体积小;能耗稍低4kWh/Nm3H2,压力调节裕度大,响应性好。

目前主要的研究集中在电催化剂膜电极扩散层

质子交换膜电解水制氢

电催化剂研究:

PEM水电解包含阴极氢析出和阳极氧析出,商业化的阴极催化剂为Pt/C颗粒(类似燃料电池),催化剂容易衰减;在SPE水电解池中,由于在强酸性 (pH≈2) 与 1. 4 ~ 2. 0 V 高电位, 以 C 为载体的催化剂会因 C 的氧化而衰减, 而 Mn、 Co、 Ni 等过渡金属易溶蚀, 会粘附于膜上, 与膜中的磺酸根离子结合, 从而降低膜的传质能力。

析氧催化剂是个难点,目前研究集中在氧化铱IrO2-氧化钌RuO2上,通过合成贵金属合金将贵金属催化剂使用量降低 30%- 50% 。

膜电极研究:

一般来说催化剂涂在质子交换膜上,膜电极制备方法、催化层结构、催化剂活性、浆料中Nafion含量及分散程度等对电解池宏观性能有重要影响。

目前有序化电极时热点。目前在催化剂、载体和浆料聚合物中水、电子、质子通道处于无序状态,通过对催化剂、载体、聚合物进行有序化设计,使得水、电子、质子通道更加高效畅通,是降低成本和提高能量密度的关键方法。

扩散层研究:

阳极扩散层用于O2、H2O传质,具有高电位和酸性的环境,需要抗腐蚀性好的涂层。通常基地采用多孔钛,多孔烧结钛板和钛纤维毡具有比较好的性能。钛板一般孔隙率30%,最低厚度0.6mm;钛毡孔隙率70%,最低厚度0.2mm,时常用的阳极扩散层材料。在钛毡表面涂贵金属合金提高抗腐蚀性,例如使用离子溅射涂20-150nm的铱,目前成本较高。

双极板

氢的一侧可以用不锈钢,氧的一侧一定要用钛板,而且要改性。

关于驰飞

我们的涂层解决方案环保、高效且高度可靠,能够大幅减少过度喷涂,节省原材料、水和能源使用,并提供改进的工艺重复性、传输效率、高均匀性和减少排放。

杭州驰飞是超声镀膜系统开发商和制造商,产品主要应用于燃料电池质子交换膜喷涂、薄膜太阳能电池、钙钛矿、微电子、半导体、 纳米新材料、玻璃镀膜、 生物医疗、纺织品等领域。驰飞的解决方案是环保、高效和高度可靠的,可大幅减少过量喷涂,节省原材料,并提高均一性、转移效率、均匀性和减少排放。为企业提供围绕功能涂层的全套解决方案及长期技术支持,保证客户涂层稳定量产;针对特殊器械涂层需求,提供涂层定制研发服务;提供各类涂层代工服务。

驰飞开发了用于制造高容量质子交换膜(PEM)燃料电池的卷对卷涂布设备。卷对卷超声波燃料电池涂层设备可以满足大规模工业PEM生产的需求,这与当今社会对清洁能源的日益关注一致,有助于清洁能源、先进燃料电池、碳捕获和制氢技术的全球发展。

氢燃料电池涂布机 - 喷涂仪 - 驰飞超声波喷涂

英文网站:CHEERSONIC ULTRASONIC COATING SOLUTION