Princípios estruturais e processos de produção de eletrolisadores alcalinos e PEM

Princípios estruturais e processos de produção de eletrolisadores alcalinos e PEM

Os eletrolisadores podem ser divididos em quatro tipos: ALK, PEM, AEM e SOEC de acordo com a tecnologia de eletrólise da água. Este artigo apresenta principalmente os princípios estruturais e processos de produção de eletrolisadores alcalinos e PEM.

1.Eletrolisador alcalino

A estrutura do eletrolisador de produção de hidrogênio alcalino inclui principalmente diafragma, grade de eletrodo positivo/negativo, placa de eletrodo, estrutura de eletrodo, gaxeta, parafuso e porca de fixação, placa final, etc.

A montagem de um eletrolisador alcalino é semelhante a uma pilha de células a combustível de hidrogênio. Com base nas placas finais, as placas, redes de suporte, redes de eletrodos negativos, separadores, redes de eletrodos positivos, redes de suporte, estruturas de postes e gaxetas são montadas uma por uma, repita isso e, finalmente, instale a placa final na outra final e fixe-o com o parafuso de fixação.

Eletrodos, separadores e juntas são materiais essenciais para eletrolisadores alcalinos. Os eletrodos costumam utilizar malha de níquel ou espuma de níquel, cujo desempenho tem impacto decisivo na densidade de corrente e na eficiência da eletrólise, e seu custo representa cerca de 28% do custo do sistema; o separador é usado para separar os dois pólos e é necessário para garantir a estanqueidade ao ar e reduzir a resistência. Para reduzir a perda de energia, juntas de vedação são usadas para resolver o problema de isolamento entre as peças polares. Seu desempenho de isolamento tem impacto na eficiência da eletrólise, na segurança e na vida útil do sistema.

2.Eletrolisador PEM

O eletrolisador PEM usa membrana de troca de prótons como eletrólito, que apresenta certas vantagens em estrutura e desempenho. Os eletrolisadores PEM também são empilhados por múltiplas unidades de eletrólise, cada unidade consistindo de uma membrana de troca de prótons, catalisador, camada de difusão de gás e placa bipolar.

Os eletrolisadores PEM utilizam membranas de troca de prótons como eletrólitos sólidos, substituindo os separadores e eletrólitos líquidos (soluções KOH) usados em eletrólitos alcalinos. A resistência interna é menor, a estrutura interna é mais compacta, a eficiência da eletrólise é bastante melhorada e a seleção da escala é mais flexível.