Aufbauprinzipien und Herstellungsverfahren von alkalischen und PEM-Elektrolyseuren

Aufbauprinzipien und Herstellungsverfahren von alkalischen und PEM-Elektrolyseuren

Elektrolyseure können je nach Wasserelektrolysetechnologie in vier Typen unterteilt werden: ALK, PEM, AEM und SOEC. In diesem Artikel werden hauptsächlich die Strukturprinzipien und Produktionsprozesse von alkalischen und PEM-Elektrolyseuren vorgestellt.

1.Alkalischer Elektrolyseur

Die Struktur des alkalischen Wasserstoffproduktionselektrolyseurs umfasst hauptsächlich Membran, positives/negatives Elektrodengitter, Elektrodenplatte, Elektrodenrahmen, Dichtung, Befestigungsschraube und -mutter, Endplatte usw.

Der Aufbau eines alkalischen Elektrolyseurs ähnelt einem Wasserstoff-Brennstoffzellenstapel. Auf der Basis der Endplatten werden die Platten, Stütznetze, Netze der negativen Elektrode, Separatoren, Netze der positiven Elektrode, Stütznetze, Polrahmen und Dichtungen nacheinander zusammengebaut, dies wird wiederholt und schließlich wird die Endplatte an der anderen Seite montiert Ende und fixieren Sie es mit der Befestigungsschraube.

Elektroden, Separatoren und Dichtungen sind Schlüsselmaterialien für alkalische Elektrolyseure. Als Elektroden werden üblicherweise Nickelnetze oder Nickelschaum verwendet, deren Leistung einen entscheidenden Einfluss auf die Stromdichte und die Elektrolyseeffizienz hat und deren Kosten etwa 28 % der Systemkosten ausmachen; Der Separator dient zur Trennung der beiden Pole und ist erforderlich, um die Luftdichtheit zu gewährleisten und gleichzeitig den Widerstand zu verringern. Um den Leistungsverlust zu reduzieren, werden Dichtungen verwendet, um das Isolationsproblem zwischen den Polstücken zu lösen. Seine Isolationsleistung hat Einfluss auf die Effizienz, Sicherheit und Systemlebensdauer der Elektrolyse.

2.PEM-Elektrolyseur

Der PEM-Elektrolyseur verwendet eine Protonenaustauschmembran als Elektrolyt, was bestimmte Vorteile in Bezug auf Struktur und Leistung bietet. PEM-Elektrolyseure bestehen ebenfalls aus mehreren gestapelten Elektrolyseeinheiten, wobei jede Einheit aus einer Protonenaustauschmembran, einem Katalysator, einer Gasdiffusionsschicht und einer Bipolarplatte besteht.

PEM-Elektrolyseure verwenden Protonenaustauschmembranen als Festelektrolyte und ersetzen die Separatoren und flüssigen Elektrolyte (KOH-Lösungen), die in alkalischen Elektrolyseuren verwendet werden. Der Innenwiderstand ist kleiner, die Innenstruktur kompakter, die Elektrolyseeffizienz deutlich verbessert und die Skalenauswahl flexibler.