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SPE技术的延伸

时间:2017-07-25      阅读:645

水电解制氢是*成熟的技术之一,已经得到了广泛的应用。目前,投入运行的水电解制氢装置大多都是碱性水电解制氢装置。但伴随着时代的发展,碱性水电解制氢装置的能耗等不足之处也逐渐显现出来,需要有更*的水电解制氢技术来替代。

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简介

SPE水电解制氢技术是目前上的水电解制氢技术之一,zui早应用于宇宙飞船的燃料电池上,从此开创了SPE电解水技术领域。目前此项技术已经应用于实验室气相色谱仪,供燃气或载气,一部分用做还原反应加氢。而且随着其技术的不断成熟和其本身与碱性电解水相比具有的*性,应用前景会越来越广阔。SPE水电解制氢技术以离子膜作为电解质,具有碱性水电解制氢*的*性。

SPE水电解制氢的特性

SPE水电解制氢技术用离子膜代替了碱性水电解制氢技术中的碱性溶液。通电后,在离子膜的两侧分别产生氢气和氧气,该电解质既作为导电的介质,又作为隔膜,从而将氢气和氧气*分开,氢气纯度更高。

SPE水电解制氢的化学原理:

离子膜本身具有强酸性,经水浸泡饱合后具有优良的离子导电性能。是水电解过程中的*电解质。离子膜的导电性能是由水和离子(H+XH2O)的迁移经决定的,这些离子是通过带负电荷的固定离子——磺酸根SO3-的传递实地移动的,带负电荷的SO3-与带正电荷的对应离子如(H+)形成电子对,然后在静电引力的作用下阳离子(H+)从一个固定的磺酸根位跳跃到另一个固定的磺酸根位,zui终到达阴极,在阴极H+从—SO3H中解离出来并结合成氢气,同时放热。而对于Cl- OH-,由于膜内固定离子的排斥作用,使这些带负电荷且水化半径较大的离子所受到的迁移阻力远大于H+,这也正是离子膜具有选择性透过的原理。在离子膜中磺酸根离子的浓度是固定的,不会被电解体系中的水溶解,所以在电解过程中离子膜的酸浓度保持不变,整个电解体系中没有游离的酸碱性液体,实现了纯水电解。没有了腐蚀性的电解质,从而保证了制氢装置的安全性,使用寿命达到更长。

SPE水电解制氢技术采用零极距,用化学镀的方法将阳极和阴极催化剂附着于离子膜的两侧,从而使离子膜与电极形成了一个整体,即形成了SPE水电解制氢技术的核心组件SPE膜电极,水的电化学就在其中进行。

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