Kelebihan dan Kekurangan Bahan Diafragma Biasa untuk Elektrolisis Alkali

Dalam alkali pengeluaran hidrogen Dalam elektrolisis, membran merupakan komponen teras kedua selepas elektrod, yang mempunyai dua fungsi utama: pertama, untuk menyekat gas hidrogen dan oksigen dengan ketat, menghapuskan risiko percampuran dan letupan; dan kedua, bertindak sebagai saluran pengaliran ion hidroksil, memastikan operasi tindak balas elektrolisis yang cekap. Daripada membran asbestos awal yang sangat toksik dan karsinogenik kepada membran fabrik PPS arus perdana hari ini, dan kemudian kepada membran komposit berliang, lelaran teknologi membran pengeluaran hidrogen alkali secara konsisten menumpukan pada empat objektif teras: rintangan rendah, kestabilan tinggi, jangka hayat yang panjang dan kos rendah.

Membran yang berkelayakan mesti memenuhi empat petunjuk teras secara serentak: kekonduksian ion, sifat penghalang gas, kestabilan kimia dan kekuatan mekanikal. Petunjuk ini saling bergantung: peningkatan keliangan mengurangkan rintangan tetapi memburukkan lagi kebocoran gas; peningkatan ketumpatan mengurangkan kebocoran gas tetapi meningkatkan impedans pengangkutan ion. Penemuan teknologi dalam pelbagai jenis membran pada asasnya melibatkan pengoptimuman dan pengimbangan percanggahan ini.

I. Analisis Perbandingan Terperinci Bahan Diafragma Elektrolit Alkali Arus Perdana

1. Diafragma Asbestos: Bahan generasi pertama yang usang, diharamkan di seluruh dunia.

Diafragma asbestos merupakan produk generasi pertama untuk pengeluaran hidrogen alkali, yang mendominasi pasaran pada abad ke-20. Disebabkan sifat karsinogennya yang tinggi, ia telah diharamkan di seluruh dunia.

Bahan dan Struktur: Gentian asbestos serpentin semula jadi yang terbentuk basah, struktur jaringan berliang, diameter gentian 0.1–5μm, keliangan 60%–80%.

Kelebihan Teras: Kandungan hidroksil yang tinggi pada permukaan gentian, hidrofilisiti yang kuat, pembasahan elektrolit yang cepat; rintangan alkali dan suhu tinggi, operasi yang stabil pada 30% KOH dan 90℃; kos bahan mentah yang sangat rendah, proses penyediaan yang mudah.

Kelemahan Teras: Sangat toksik dan karsinogenik, disenaraikan sebagai bahan kimia berbahaya di banyak negara; liang pori longgar, sifat penghalang gas yang lemah, kadar pencemaran silang yang tinggi; gentian mudah mengembang dengan penggunaan jangka panjang, kerintangan permukaan 0.5–0.8 Ω・cm², penggunaan tenaga 20%–40% lebih tinggi daripada diafragma moden; kekuatan mekanikal yang lemah, mudah rosak, jangka hayat hanya beberapa ribu jam.

2. Pemisah Fabrik PPS: Bahan Pilihan untuk Pengeluaran Perindustrian Semasa

Pemisah fabrik polifenilena sulfida (PPS) merupakan alternatif ideal kepada pemisah asbestos. Kestabilan dan keberkesanan kosnya yang tinggi telah menjadikannya bahan pilihan untuk pemisah semasa. alkali projek perindustrian pengeluaran hidrogen.

Bahan dan Struktur: Diperbuat daripada filamen PPS/gentian pendek, pemisah ini ditenun, dihidrobelitkan dan ditekan panas untuk menghasilkan struktur fabrik padat tiga dimensi. Sesetengah produk menjalani rawatan plasma dan salutan untuk pengubahsuaian hidrofilik.

Kelebihan Teras: Struktur molekul yang stabil, tahan terhadap asid, alkali, suhu tinggi dan hidrolisis oksidatif; boleh beroperasi secara berterusan pada 30% KOH dan 180℃; kekuatan tegangan 30–35 MPa, rintangan hentaman yang kuat dan jangka hayat 5–10 tahun; ketersediaan bahan mentah domestik yang tinggi dan teknologi matang; kos setiap tan membran hanya 60%–70% daripada pemisah komposit, menjadikannya sesuai untuk pengeluaran besar-besaran berskala besar.

Kelemahan Teras: Molekul ini kekurangan kumpulan kutub, mengakibatkan hidrofilisiti semula jadi yang lemah dan kesukaran dalam pembasahan elektrolit; saiz liang ialah 5–20 μm, yang membawa kepada sifat penghalang gas yang sederhana dan memerlukan pengedap yang tepat; kerintangan selepas pengubahsuaian ialah 0.2–0.4 Ω・cm², mengehadkan peningkatan ketumpatan arus elektrolisis.

3. Membran Komposit Berliang: Bahan Arus Perdana yang Dinaik Taraf

Membran komposit berliang dibangunkan untuk menangani isu rintangan tinggi dan pencemaran silang membran PPS tulen, menawarkan peningkatan prestasi yang komprehensif dan secara beransur-ansur menjadi pilihan arus perdana untuk projek pengeluaran hidrogen mewah yang baharu.

Bahan dan Struktur: Menggunakan struktur komposit "lapisan sokongan fabrik PPS + salutan polimer seramik," fabrik filamen PPS tengah menyediakan sokongan mekanikal, manakala permukaan atas dan bawah disalut dengan zarah seramik ZrO₂/TiO₂ dan pengikat polisulfon (PSU) dan polieterketon (PEEK), membentuk salutan nanoporous yang padat.

Kelebihan Teras: Zarah seramik mempunyai hidrofilisiti yang kuat, membentuk saluran ion berterusan dengan kerintangan kepingan ≤0.3 Ω・cm²; keliangan salutan dikurangkan kepada 0.05–0.2μm, meningkatkan sifat penghalang gas dengan ketara dan mengurangkan risiko pencemaran silang.

Kelemahan Teras: Proses salutan adalah kompleks, memerlukan ketepatan peralatan yang tinggi; kos setiap tan membran adalah 30%–50% lebih tinggi daripada membran PPS tulen; salutan mudah terkupas dan retak semasa operasi jangka panjang, mengakibatkan prestasi yang tidak stabil; formula teras dimonopoli oleh syarikat luar negara, dan produk domestik masih ketinggalan di belakang import.

II. Tinjauan Teknologi Masa Depan

Landskap industri semasa adalah jelas: membran fabrik PPS, dengan proses matang dan kelebihan kosnya, mendominasi pengeluaran perindustrian berskala besar dan merupakan pilihan optimum pada masa ini; membran komposit berliang mengalami peningkatan prestasi, menyesuaikan diri dengan ketumpatan arus yang tinggi dan pengeluaran hidrogen gandingan tenaga baharu, mempercepatkan penggantian domestik.

Dengan kemajuan dalam bahan dan proses, membran akan terus bergerak ke arah rintangan rendah, jangka hayat yang panjang dan kos rendah, seterusnya mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan pengeluaran hidrogen alkali, seterusnya memudahkan pelaksanaan hidrogen hijau berskala besar dan menyediakan sokongan bahan teras untuk peneutralan karbon global dan peralihan tenaga.

Soalan Lazim:

1. Siapakah kita?
Kami berpangkalan di Anhui, China, bermula dari tahun 2011, menjual ke Asia Tenggara, Amerika Utara, Eropah Timur, Asia Selatan.

2. Bolehkah anda menyesuaikan kuasa atau voltan yang dinilai?
Ya, menyesuaikan produk boleh diterima.

3. Bolehkah syarikat anda menyediakan keseluruhan sistem (sel bahan api, pengeluaran Hidrogen, penyimpanan hidrogen, sistem bekalan hidrogen)?
Ya, kami boleh menyediakan aksesori yang diperlukan dengan sewajarnya.

4. Mengapakah anda perlu memilih daripada kami dan bukan daripada pembekal lain?
Kami mempunyai pasukan penyelidikan dan pembangunan teknikal profesional yang berpengalaman. Keupayaan pemadanan sistem kawalan/R&D dan keupayaan kawalan kualiti. Kelebihan harga dibawa oleh keupayaan integrasi rantaian bekalan.