물 전기 분해를위한 이온 교환 막의 선택

1、이온 교환 막 이해 이온 교환 멤브레인 (IEM)은 전기 화학 장치의 한 전극으로부터 다른 전기 분해 세포 및 연료 전지를 포함하되 이에 국한되지 않는 얇은 장벽이다. 이온 교환 막은 하전 된 (또는 이온-교환) 그룹과 기능화 된 3 차원 중합체 매트릭스로 구성된다. 이 고정 전하 그룹은 막 밖에서 유사하게 하전 된 이온 (ISOION)을 완전히 또는 부분적으로 격퇴하고 다른 전하 (반대편)를 갖는 이온이 막을 통과 할 수 있도록 허용한다. 수력 전해질 세포 및 연료 전지에서, 효율적인 이온 수송은 고성능을 달성하고 과도한 수소를 줄이며 관련 전기 화학적 공정의 전반적인 효과를 보장하는 데 중요합니다.

2、적절한 IEM을 선택할 때 주요 고려 사항

중합체 골격의 고정 전하 그룹의 유형에 따르면, IEM은 양이온 (CEM)과 음이온 (AEM) 교환 막의 두 가지 유형으로 나눌 수있다. 양이온 교환 막은 양이온이 막에서 이동할 수 있도록 고정 된 음으로 하전 된 이온을 함유한다. 반대로, AEM은 음이온의 수송을 선택적으로 허용하는 긍정적으로 하전 된 그룹을 보유합니다. 이 두 가지 기본 분류 외에도 IEM은 양성자 교환 막 (PEM), 양극성 막, 양서류 막 및 혼합 매트릭스 막. 물 전해 세포 및 연료 전지에서 PEM과 AEM이 가장 유용합니다. PEM은 양성자 (H + 이온)를 운반 할 수있는 특별한 CEM입니다.

1. 이온 교환 막을 선택할 때, 첫 번째 고려 사항은 연료 전지 및 물 전해 탱크의 유형입니다. 연료 전지 및 물 전해 세포의 작동은 이온의 수송을 포함하고; 전송 될 이온의 유형은 사용될 적절한 유형의 이온 교환 막을 결정한다. H + 이온을 수송하기 위해 산성 조건 하에서 작동하는 중합체 전해질 막 수수 전해 세포 (PEMW) 및 연료 전지 (PEMFC)가 필요하다. 따라서 PEMFC와 PEMWE는 PEM을 사용합니다. 대조적으로, 음이온 교환 막 연료 전지 (AEMFC) 및 음이온 교환 막 물 전해 세포 (AEMW)는 알칼리 환경에서 작동한다. AEMFC와 AEMWE는 AEM을 사용했습니다.

연료 전지 및 물 전해 세포에 적합한 IEM의 유형이 확인되면, 목표 효율과 성능을 생성하는 특정 특성에 더 깊이 들어가야합니다.

2、IEM 성능과 그들 사이의 균형

일반적으로, IEM의 특성은 중합체 골격의 특성과 그 구조를 구성하는 고정 전하에 의해 결정된다. 특히, 하전 된 기능 그룹의 유형 및 농도뿐만 아니라 중합체 매트릭스의 밀도, 습윤성 (소수성 또는 친수성) 및 형태는 IEM의 성능에 영향을 줄 수있다. IEM의 기계적, 화학적 및 열 특성은 주로 중합체 골격에 의해 영향을받는 반면, 전기 화학적 특성, 전도도 및 과잉 선택성은 고정 전하의 농도에 의해 결정된다. 주요 IEM 기능에 대한 자세한 내용은 여기를 클릭하십시오.

고성능 IEM은 높은 이온 전도도, 높은 이온 교환 용량, 거의 불균일 한 과잉 선택성, 우수한 치수, 화학적, 기계적 및 열 안정성을 가져야합니다. 그러나 이러한 모든 요구 사항을 충족하는 것은 쉽지 않습니다. 우리는 모든 것을 할 수 없으며 대부분의 경우 이러한 기능 사이의 완벽한 균형을 찾아야합니다.

3. 근무 조건

애플리케이션에 적합한 IEM을 찾을 때 온도, 압력 및 습도 수준을 포함한 작업 조건도 고려해야합니다. 작업 조건은 IEM 성능뿐만 아니라 안정성에도 영향을 줄 수 있습니다. 일부 IEM은 고온에서 최고의 성능을 가지고 있으며 다른 IEM은 저온 적용을 위해 설계되었습니다. 선택한 IEM이 장치 사용 환경을 지원하는지 확인하십시오.

4, 막 재료의 비용

우수한 성능과 안정성을 가진 완벽하게 최적화 된 멤브레인을 발견했다고 가정 해 봅시다. 고려해야 할 또 다른 요소는 비용입니다. 일반적으로 성능 및 안정성에 대한 높은 요구 사항에는 높은 재료 비용이 필요합니다. 따라서 IEM 비용이 연료 전지 및 수도 시스템의 전체 비용에 영향을 미치기 때문에 성능 요구 사항 및 예산 제약 조건이 중요합니다.

오른쪽 이온 교환 멤브레인을 선택하는 것이 효율적이고 내구성있는 가수 분해 세포 및 연료 전지 시스템 설계의 핵심 요점입니다. 위의 요소를 신중하게 고려하고 적절한 테스트를 수행함으로써 특정 응용 프로그램 요구 사항에 따라 정보에 근거한 결정을 내릴 수 있습니다. 응용 프로그램 엔지니어 및 사내 가수 분해 셀 및 연료 전지 전문가는 귀하의 응용 프로그램에 가장 적합한 제품을 선택하는 데 도움이됩니다. 깨끗하고 지속 가능한 에너지 솔루션의 개발을위한 길을 닦기 위해 함께 노력합시다.