Pemilihan membran pertukaran ion untuk elektrolisis air

1、Memahami membran pertukaran ion membran pertukaran ion (IEM) adalah penghalang nipis yang membolehkan ion dipilih secara selektif dari satu elektrod peranti elektrokimia ke yang lain, termasuk tetapi tidak terhad kepada sel elektrolisis air dan sel bahan api. Membran pertukaran ion terdiri daripada matriks polimer tiga dimensi yang berfungsi dengan kumpulan yang dikenakan (atau ion-pertukaran). Kumpulan caj tetap ini sepenuhnya atau sebahagiannya menolak ion yang sama (ISOIONs) daripada membran dan membolehkan ion dengan caj yang berbeza (kaunter) untuk melepasi membran. Dalam sel -sel hidroelektrik dan sel bahan bakar, pengangkutan ion yang cekap adalah penting untuk mencapai prestasi tinggi, mengurangkan kelebihan, dan memastikan keberkesanan keseluruhan proses elektrokimia yang berkaitan.

2、Pertimbangan utama semasa memilih IEM yang sesuai

Menurut jenis kumpulan caj tetap dalam tulang belakang polimer, IEM boleh dibahagikan kepada dua jenis: membran pertukaran kationik (CEM) dan anion (AEM). Membran pertukaran kation mengandungi ion yang dikenakan secara negatif yang membolehkan kation bergerak ke atas membran. Sebaliknya, AEM membawa kumpulan yang dikenakan secara positif yang secara selektif membenarkan pengangkutan anion. Sebagai tambahan kepada dua klasifikasi asas ini, IEM juga boleh menjadi Membran Pertukaran Proton (PEM), membran bipolar, membran amphotropic, dan membran matriks campuran. Dalam sel -sel elektrolitik air dan sel bahan api, PEM dan AEM adalah yang paling berguna. PEM adalah CEM khas yang boleh mengangkut proton (H + ion).

1. Apabila memilih membran pertukaran ion, pertimbangan pertama adalah jenis sel bahan api dan tangki elektrolitik air. Operasi sel bahan api dan sel -sel elektrolisis air melibatkan pengangkutan ion; Jenis ion yang akan dihantar menentukan jenis membran pertukaran ion yang sesuai untuk digunakan. Sel elektrolisis elektrolit elektrolit polimer (PEMWE) dan sel bahan bakar (PEMFC) yang beroperasi di bawah keadaan berasid diperlukan untuk mengangkut ion H +. Oleh itu, kedua -dua PEMFC dan PEMWE menggunakan PEM. Sebaliknya, sel -sel bahan bakar membran pertukaran anion (AEMFC) dan sel -sel elektrolitik air membran pertukaran anion (AEMWE) beroperasi dalam persekitaran alkali. Kedua -dua AEMFC dan AEMWE menggunakan AEM.

Sebaik sahaja jenis IEM yang sesuai untuk sel bahan api dan sel elektrolitik air telah dikenalpasti, sudah tiba masanya untuk pergi ke ciri -ciri khusus yang menghasilkan kecekapan dan prestasi sasaran.

2、Prestasi IEM dan keseimbangan antara mereka

Secara umum, sifat IEM ditentukan oleh ciri -ciri tulang belakang polimer dan caj tetap yang membentuk strukturnya. Khususnya, ketumpatan, kebolehkerjaan (hidrofobik atau hidrofilik) dan morfologi matriks polimer, serta jenis dan kepekatan kumpulan fungsi yang dikenakan, boleh menjejaskan prestasi IEM. Ciri -ciri mekanikal, kimia dan haba IEM terutamanya dipengaruhi oleh tulang belakang polimer, manakala sifat elektrokimia, kekonduksian dan overselectivity ditentukan oleh kepekatan cas tetap. Klik di sini untuk mengetahui lebih lanjut mengenai ciri utama IEM.

IEM berprestasi tinggi hendaklah mempunyai kekonduksian ionik yang tinggi, kapasiti pertukaran ion yang tinggi, kelebihan selia yang hampir seragam, dan kestabilan dimensi, kimia, mekanikal, dan haba yang sangat baik. Walau bagaimanapun, tidak mudah untuk memenuhi semua keperluan ini. Kita tidak boleh melakukan segala -galanya, dan dalam kebanyakan kes, kita perlu mencari keseimbangan sempurna antara ciri -ciri ini.

3. Keadaan kerja

Apabila mencari IEM yang sesuai untuk aplikasi anda, anda juga harus mempertimbangkan keadaan kerja, termasuk suhu, tekanan, dan tahap kelembapan. Keadaan kerja boleh menjejaskan bukan sahaja prestasi IEM, tetapi juga kestabilannya. Sesetengah IEM mempunyai prestasi terbaik pada suhu tinggi, sementara yang lain direka untuk aplikasi suhu rendah. Pastikan IEM yang dipilih menyokong persekitaran penggunaan peranti.

4, kos bahan membran

Katakan bahawa kami telah menemui membran yang sempurna dioptimumkan dengan prestasi dan kestabilan yang baik. Faktor lain yang perlu dipertimbangkan ialah kos. Biasanya, keperluan yang tinggi untuk prestasi dan kestabilan memerlukan kos bahan yang tinggi. Oleh itu, mengimbangi keperluan prestasi dan kekangan belanjawan adalah kritikal kerana kos IEM mempengaruhi kos keseluruhan sel bahan api dan sistem air.

Memilih membran pertukaran ion yang betul adalah titik utama dalam reka bentuk sel hidrolisis yang cekap dan tahan lama dan sistem sel bahan bakar. Dengan berhati -hati mempertimbangkan faktor -faktor di atas dan menjalankan ujian yang sesuai, anda boleh membuat keputusan yang tepat berdasarkan keperluan permohonan tertentu. Sila hubungi kami, jurutera aplikasi kami dan pakar sel hidrolisis dalaman dan pakar sel bahan bakar akan membantu anda memilih produk terbaik untuk aplikasi anda. Mari kita bekerjasama untuk membuka jalan bagi pembangunan penyelesaian tenaga yang bersih dan mampan.