Selectie van ionenuitwisselingsmembraan voor waterelektrolyse

1、Inzicht in ionenuitwisselingsmembraan Een ionenuitwisselingsmembraan (IEM) is een dunne barrière waarmee ionen selectief kunnen worden doorgegeven van de ene elektrode van een elektrochemisch apparaat naar de andere, inclusief maar niet beperkt tot waterelektrolysecellen en brandstofcellen. Het ionenuitwisselingsmembraan bestaat uit een driedimensionale polymeermatrix gefunctionaliseerd met geladen (of ionenuitwisseling) groepen. Deze vaste ladingsgroepen weren volledig of gedeeltelijk op vergelijkbare opgeladen ionen (ISOions) uit het membraan en laten ionen met verschillende ladingen (tegenionen) door het membraan passeren. In hydro -elektrolytische cellen en brandstofcellen is efficiënt ionentransport belangrijk voor het bereiken van hoge prestaties, het verminderen van overpotentiaal en het waarborgen van de algehele effectiviteit van relevante elektrochemische processen.

2、Belangrijkste overwegingen bij het kiezen van een geschikte IEM

Volgens het type vaste ladingsgroep in het polymeer -ruggengraat kan IEM worden verdeeld in twee soorten: kationisch (CEM) en anion (AEM) uitwisselingsmembraan. De kationuitwisselingsmembranen bevatten vaste negatief geladen ionen waarmee de kationen op het membraan kunnen bewegen. Omgekeerd draagt AEM positief geladen groepen die selectief het transport van anionen toestaan. Naast deze twee basisclassificaties kan de IEM ook een Proton Exchange Membrane (PEM), een bipolair membraan, een amfotrope membraan en een gemengd matrixmembraan. In water zijn elektrolytische cellen en brandstofcellen PEM en AEM het nuttigst. PEM is een speciaal CEM dat protonen (H + ionen) kan transporteren.

1. Bij het kiezen van een ionenuitwisselingsmembraan is de eerste overweging het type brandstofcel en waterelektrolytische tank. De werking van brandstofcellen en waterelektrolytische cellen omvat het transport van ionen; Het te verzenden ionen van ionen bepaalt het juiste type ionenuitwisselingsmembraan dat moet worden gebruikt. Polymeer elektrolytmembraanwater elektrolytische cel (PEMWE) en brandstofcel (PEMFC) die onder zure omstandigheden werken, zijn vereist om H + -ionen te transporteren. Dus gebruiken zowel PEMFC als Pemwe de PEM. ANION -uitwisselingsmembraanbrandstofcellen (AEMFC) en anionuitwisselingsmembraanwater elektrolytische cel (AEMWE) werken daarentegen in alkalische omgevingen. Zowel AEMFC als AEMWE gebruikten de AEM.

Zodra het type IEM dat geschikt is voor de brandstofcel en water -elektrolytische cel heeft, is het tijd om dieper in te gaan op de specifieke kenmerken die doelefficiëntie en prestaties produceren.

2、De IEM -prestaties en de balans tussen hen

Over het algemeen worden de eigenschappen van de IEM bepaald door de kenmerken van de polymeer -ruggengraat en de vaste lading die de structuur ervan vormt. In het bijzonder kunnen de dichtheid, bevochtigbaarheid (hydrofoob of hydrofiel) en morfologie van de polymeermatrix, evenals het type en de concentratie van geladen functionele groepen, de prestaties van IEM beïnvloeden. De mechanische, chemische en thermische eigenschappen van IEM worden voornamelijk beïnvloed door het polymeer -ruggengraat, terwijl de elektrochemische eigenschappen, geleidbaarheid en overselectiviteit worden bepaald door de concentratie van de vaste lading. Klik hier voor meer informatie over de belangrijkste IEM -functies.

High-performance IEM moet een hoge ionische geleidbaarheid, hoge ionenuitwisselingscapaciteit, bijna-uniforme overselectiviteit en uitstekende dimensionale, chemische, mechanische en thermische stabiliteit hebben. Het is echter niet eenvoudig om aan al deze vereisten te voldoen. We kunnen niet alles doen, en in de meeste gevallen moeten we de perfecte balans tussen deze functies vinden.

3. Werkomstandigheden

Bij het vinden van een geschikte IEM voor uw toepassing moet u ook rekening houden met de werkomstandigheden, inclusief temperatuur, druk en vochtigheidsniveaus. Werkomstandigheden kunnen niet alleen de IEM -prestaties beïnvloeden, maar ook de stabiliteit ervan. Sommige IEM hebben de beste prestaties bij hoge temperaturen, terwijl andere zijn ontworpen voor toepassingen met lage temperatuur. Zorg ervoor dat de geselecteerde IEM de apparaatgebruikomgeving ondersteunt.

4, de kosten van membraanmaterialen

Stel dat we een perfect geoptimaliseerd membraan hebben gevonden met zowel goede prestaties als stabiliteit. Een andere factor waarmee rekening moet worden gehouden, zijn de kosten. Gewoonlijk vereisen hoge vereisten voor prestaties en stabiliteit hoge materiaalkosten. Daarom is het in evenwicht brengen van prestatie -eisen en budgetbeperkingen van cruciaal belang omdat de kosten van IEM de totale kosten van brandstofcellen en watersystemen beïnvloeden.

Het kiezen van het rechter ionenuitwisselingsmembraan is het belangrijkste punt in het ontwerp van efficiënte en duurzame hydrolysecellen en brandstofcelsystemen. Door de bovenstaande factoren zorgvuldig te overwegen en geschikte tests uit te voeren, kunt u geïnformeerde beslissingen nemen op basis van de specifieke toepassingsvereisten. Neem contact met ons op, onze applicatie-ingenieurs en interne hydrolysecel- en brandstofcel-experts helpen u het beste product voor uw toepassing te selecteren. Laten we samenwerken om de weg vrij te maken voor de ontwikkeling van oplossingen voor schone en duurzame energie.