Auswahl der Ionenaustauschmembran für die Wasserelektrolyse

1、Verständnis der Ionenaustauschmembran Eine Ionenaustauschmembran (IEM) ist eine dünne Barriere, mit der Ionen selektiv von einer Elektrode eines elektrochemischen Geräts zur anderen geleitet werden können, einschließlich, aber nicht auf Wasserelektrolysezellen und Brennstoffzellen. Die Ionenaustauschmembran besteht aus einer dreidimensionalen Polymermatrix, die mit geladenen (oder Ionenaustausch-) Gruppen funktioniert. Diese festgelegten Ladungsgruppen wehren sich vollständig oder teilweise aus der Membran in ähnlich geladenen Ionen (Isoionen) ab und ermöglichen es den Ionen mit unterschiedlichen Ladungen (Gegenionen) durch die Membran. In hydroelektrolytischen Zellen und Brennstoffzellen ist ein effizienter Ionentransport wichtig, um eine hohe Leistung zu erzielen, überpotentiell zu reduzieren und die Gesamtwirksamkeit relevanter elektrochemischer Prozesse zu gewährleisten.

2、Wichtige Überlegungen bei der Auswahl eines angemessenen IEM

Gemäß der Art der festen Ladungsgruppe im Polymer -Rückgrat kann IEM in zwei Arten unterteilt werden: kationische (CEM) und Anion (AEM) -austauschmembran. Die Kationenaustauschmembranen enthalten feste negativ geladene Ionen, die es den Kationen ermöglichen, sich auf der Membran zu bewegen. Umgekehrt trägt AEM positiv geladene Gruppen, die selektiv den Transport von Anionen ermöglichen. Zusätzlich zu diesen beiden grundlegenden Klassifikationen kann der IEM auch ein sein Protonenaustauschmembran (PEM), eine bipolare Membran, eine amphotrope Membran und eine gemischte Matrixmembran. In Wasserelektrolytzellen und Brennstoffzellen sind PEM und AEM am nützlichsten. PEM ist ein spezielles CEM, das Protonen (H + -Ionen) transportieren kann.

1. Bei der Auswahl einer Ionenaustauschmembran ist die erste Überlegung die Art von Brennstoffzellen- und Wasserelektrolyt -Tank. Der Betrieb von Brennstoffzellen und Wasserelektrolytzellen beinhaltet den Transport von Ionen; Die zu übertragende Art von Ionen bestimmt die geeignete Art der zu verwendenden Ionenaustauschmembran. Polymerelektrolytmembranwasserelektrolytische Zelle (PEMWE) und Brennstoffzellen (PEMFC), die unter sauren Bedingungen betrieben werden, sind erforderlich, um H + -Ionen zu transportieren. Somit verwenden sowohl PEMFC als auch Pemwe den PEM. Im Gegensatz dazu arbeiten Anionenaustauschmembran -Brennstoffzellen (AEMFC) und Anionenaustauschmembranwasserelektrolytzellen (AEMWE) in alkalischen Umgebungen. Sowohl AEMFC als auch Aemwe benutzten das AEM.

Sobald die Art der IEM für die Elektrolytzelle der Brennstoffzelle und der Wasserelektrolytin identifiziert wurde, ist es an der Zeit, tiefer in die spezifischen Eigenschaften einzugehen, die die Effizienz und Leistung von Ziele hervorrufen.

2、Die IEM -Leistung und das Gleichgewicht zwischen ihnen

Im Allgemeinen werden die Eigenschaften des IEM durch die Eigenschaften des Polymer Rückgrats und die feste Ladung bestimmt, die seine Struktur ausmacht. Insbesondere die Dichte, Benetzbarkeit (hydrophobe oder hydrophile) und Morphologie der Polymermatrix sowie die Art und Konzentration geladener funktioneller Gruppen können die Leistung von IEM beeinflussen. Die mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften von IEM werden hauptsächlich durch das Polymer Rückgrat beeinflusst, während die elektrochemischen Eigenschaften, die Leitfähigkeit und die Überauswahl durch die Konzentration der festen Ladung bestimmt werden. Klicken Sie hier, um mehr über die wichtigsten IEM -Funktionen zu erfahren.

Die Hochleistungs-IEM muss eine hohe ionische Leitfähigkeit, eine hohe Ionenaustauschkapazität, eine nahezu ungleichmäßige Overselektivität und eine ausgezeichnete dimensionale, chemische, mechanische und thermische Stabilität aufweisen. Es ist jedoch nicht einfach, all diese Anforderungen zu erfüllen. Wir können nicht alles tun und in den meisten Fällen müssen wir die perfekte Balance zwischen diesen Funktionen finden.

3. Arbeitsbedingungen

Wenn Sie einen geeigneten IEM für Ihre Anwendung finden, sollten Sie auch Arbeitsbedingungen wie Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit in Betracht ziehen. Arbeitsbedingungen können nicht nur die IEM -Leistung, sondern auch die Stabilität beeinflussen. Einige IEM haben die beste Leistung bei hohen Temperaturen, während andere für Anwendungen mit niedrigen Temperaturen ausgelegt sind. Stellen Sie sicher, dass der ausgewählte IEM die Geräteverwendungsumgebung unterstützt.

4, die Kosten für Membranmaterialien

Angenommen, wir haben eine perfekt optimierte Membran mit guter Leistung und Stabilität gefunden. Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor sind die Kosten. Normalerweise erfordern hohe Anforderungen an Leistung und Stabilität hohe Materialkosten. Daher ist das Ausgleich der Leistungsanforderungen und der Budgetbeschränkungen von entscheidender Bedeutung, da die Kosten für IEM die Gesamtkosten von Brennstoffzellen und Wassersystemen beeinflussen.

Die Auswahl der rechten Ionenaustauschmembran ist der entscheidende Punkt bei der Gestaltung effizienter und langlebiger Hydrolysezellen und Brennstoffzellsysteme. Durch die sorgfältige Prüfung der oben genannten Faktoren und die Durchführung geeigneter Tests können Sie fundierte Entscheidungen auf der Grundlage der spezifischen Anwendungsanforderungen treffen. Bitte kontaktieren Sie uns, unsere Anwendungsingenieure und interne Hydrolysezellen- und Kraftstoffzellenexperten helfen Ihnen, das beste Produkt für Ihre Anwendung auszuwählen. Lassen Sie uns zusammenarbeiten, um den Weg für die Entwicklung sauberer und nachhaltiger Energielösungen zu ebnen.