mga kahibalo

Asembliya sa electrode-diaphragm adunay importante nga papel sa alkaline water electrolysis, usa ka proseso nga gigamit sa pagprodyus og hydrogen ug oxygen nga mga gas gikan sa tubig. Kini nga asembliya naglangkob sa mga electrodes, kasagarang ginama sa mga materyales sama sa nickel o titanium, ug usa ka diaphragm nga nagbulag sa anodic ug cathodic compartments. Ang disenyo ug komposisyon niini nga asembliya dakog epekto sa kaepektibo ug pasundayag sa proseso sa electrolysis. Sa alkaline nga tubig electrolysis, ang usa ka koryente nga agianan gipaagi sa mga electrodes, hinungdan sa mga molekula sa tubig nga mabahin ngadto sa hydrogen ug oxygen gas. Ang diaphragm nagpugong sa recombination niini nga mga gas samtang gitugotan ang pagbayloay sa mga ion nga gikinahanglan alang sa electrochemical reaction.

Unsa ang mga bentaha sa paggamit sa titanium electrodes sa tubig electrolysis?

Ang mga electrodes sa Titanium nakakuha ug daghang atensyon sa natad sa electrolysis sa tubig tungod sa ilang talagsaon nga mga kabtangan ug mga bentaha. Usa sa mga nag-unang benepisyo sa paggamit sa titanium electrodes mao ang ilang talagsaon nga corrosion resistensya. Sa grabe nga alkaline nga palibot sa electrolysis sa tubig, daghang mga metal ang dali nga madaot, apan ang titanium nagporma usa ka lig-on nga layer sa oxide sa ibabaw niini, nga nanalipod niini gikan sa kaagnasan ug nagpalugway sa iyang kinabuhi. Kini nga kalig-on naghimo sa titanium electrodes nga usa ka cost-effective nga pagpili sa kadugayan, bisan pa sa ilang mas taas nga inisyal nga gasto kumpara sa ubang mga electrode nga materyales.

Ang laing bentaha sa titanium electrodes mao ang ilang taas nga electrical conductivity. Bisan kung dili ingon konduktibo sama sa pipila nga mga metal sama sa tumbaga o pilak, ang titanium nagtanyag usa ka maayong balanse tali sa conductivity ug resistensya sa corrosion. Kini nga kabtangan nagsiguro sa episyente nga pagbalhin sa elektron sa panahon sa proseso sa electrolysis, nga nakatampo sa kinatibuk-ang pasundayag sa sistema. Dugang pa, ang titanium adunay gamay nga densidad kumpara sa daghang uban pang mga metal nga gigamit sa mga electrodes, nga naghimo niini nga labi ka gaan ug dali nga madumala sa daghang mga aplikasyon sa industriya.

Ang mga electrodes sa Titanium nagpakita usab nga maayo kaayo nga kalig-on sa ilawom sa lainlaing mga kondisyon sa pH. Kini nga kinaiya labi ka bililhon sa alkaline water electrolysis, diin ang electrolyte solution mahimong adunay taas nga pH. Ang kalig-on sa titanium nagsiguro sa makanunayon nga pasundayag sa lainlaing mga kondisyon sa pag-operate, nga naghimo sa proseso sa electrolysis nga mas kasaligan ug dali nga makontrol.

Dugang pa, ang mga titanium electrodes dali nga mabag-o o adunay sapaw aron mapalambo ang ilang mga catalytic nga kabtangan. Pananglitan, coating titanium electrodes nga adunay platinum o uban pang halangdon nga mga metal mahimong makapauswag sa ilang electrocatalytic nga kalihokan, nga mosangpot sa mas taas nga kahusayan sa produksyon sa hydrogen ug oxygen. Kini nga versatility sa pagbag-o sa nawong naghimo sa titanium nga usa ka madanihon nga base nga materyal alang sa pagpalambo sa mga advanced nga disenyo sa electrode.

Sa unsang paagi nga ang pagpili sa electrode materyal makaapekto sa efficiency sa alkaline tubig electrolysis?

Ang pagpili sa electrode materyal mao ang usa ka kritikal nga butang sa pagtino sa efficiency sa alkaline nga tubig electrolysis. Ang lain-laing mga materyales nagpakita sa lain-laing lebel sa catalytic nga kalihokan, kalig-on, ug electrical conductivity, nga ang tanan direkta makaapekto sa kinatibuk-ang performance sa electrolysis system.

Una, ang catalytic nga kalihokan sa materyal nga electrode adunay hinungdanon nga papel sa pagkaayo sa reaksyon sa pagbahin sa tubig. Ang mga materyales nga adunay taas nga catalytic nga kalihokan mahimo’g ipaubos ang kusog sa pagpaaktibo nga gikinahanglan alang sa reaksyon, nga gitugotan kini nga magpadayon nga mas paspas ug adunay gamay nga input sa kuryente. Pananglitan, ang nickel-based electrodes sagad gigamit sa alkaline electrolysis tungod sa ilang maayo nga catalytic kabtangan ug medyo ubos nga gasto. Bisan pa, ang labi ka abante nga mga materyales sama sa mga metal nga grupo sa platinum o ang ilang mga haluang metal nagtanyag labi ka taas nga kalihokan sa catalytic, bisan pa sa mas taas nga gasto.

Ang kalig-on sa electrode nga materyal sa alkaline nga palibot mao ang lain nga kritikal nga butang. Ang mga materyales nga daling ma-corrosion o madaot dili lamang makapakunhod sa kinabuhi sa mga electrodes apan makahugaw usab sa electrolyte ug makapakunhod sa kahusayan sa sistema sa paglabay sa panahon. Dinhi diin ang mga materyales sama sa titanium nagdan-ag, tungod kay ang ilang maayo kaayo nga pagsukol sa kaagnasan nagsiguro sa dugay nga kalig-on ug makanunayon nga pasundayag.

Ang electrical conductivity sa electrode material makaapekto usab sa efficiency. Ang mga materyales nga adunay mas taas nga conductivity makapakunhod sa resistensya sa elektrisidad sa sulod sa sistema, makapamenos sa pagkawala sa enerhiya ug makapauswag sa kinatibuk-ang kahusayan. Samtang ang pipila nga labi ka konduktibo nga mga materyales sama sa tumbaga dili angay tungod sa mga isyu sa kaagnasan, ang uban sama sa titanium nagtanyag usa ka maayong balanse tali sa conductivity ug kalig-on.

Ang nawong nga dapit sa electrode mao ang laing importante nga konsiderasyon. Ang mga materyales nga mahimo nga hinimo sa mga istruktura nga adunay taas nga sulud, sama sa porous o nanostructured nga mga electrodes, naghatag labi ka aktibo nga mga lugar alang sa reaksyon sa electrolysis, nga mahimo’g makadugang sa kahusayan. Ang Titanium, pananglitan, dali nga mabuhat sa lainlaing mga porma, lakip ang mata o gipalapad nga mga istruktura nga metal, aron madugangan ang epektibo nga lugar sa ibabaw niini.

Dugang pa, ang katakus sa materyal nga electrode aron mapadali ang pagpagawas sa mga bula sa gas makaapekto sa kahusayan. Atol sa electrolysis, hydrogen ug oxygen bubbles maporma sa ibabaw sa electrode. Kung kini nga mga bula dili maayo nga gipagawas, mahimo nilang babagan ang mga aktibo nga site ug madugangan ang resistensya sa kuryente. Ang ubang mga materyales ug mga pagtambal sa ibabaw makapauswag sa pagpagawas sa bula, nga makapauswag sa kinatibuk-ang kaepektibo sa proseso.

Unsa ang papel sa diaphragm sa electrode-diaphragm assembly para sa alkaline electrolysis?

Ang diaphragm sa electrode-diaphragm assembly adunay hinungdanon nga papel sa proseso sa alkaline nga electrolysis, hinungdanon nga nakaapekto sa kahusayan, kaluwasan, ug kaputli sa mga gihimo nga gas. Ang pagsabut sa gimbuhaton ug mga kinaiya niini hinungdanon alang sa pag-optimize sa kinatibuk-ang pasundayag sa sistema sa electrolysis.

Sa panguna, ang diaphragm nagsilbing usa ka pisikal nga babag tali sa anodic ug cathodic compartments sa electrolysis cell. Kini nga pagbulag hinungdanon alang sa pagpugong sa pagsagol sa gihimo nga hydrogen ug oxygen nga mga gas, nga mahimong mosangput sa peligro nga mga reaksyon sa pag-recombination. Pinaagi sa pagbulag sa kini nga mga gas, gisiguro sa diaphragm ang pagkaluwas sa proseso sa electrolysis ug gipadayon ang kaputli sa gihimo nga mga gas, nga hinungdanon alang sa daghang mga aplikasyon, labi na sa mga industriya nga nanginahanglan taas nga kaputli nga hydrogen.

Bisan pa, samtang ang diaphragm kinahanglan nga usa ka epektibo nga babag sa mga gas, kinahanglan usab nga tugutan ang pag-agi sa mga ion pinaagi sa istruktura niini. Sa alkaline electrolysis, ang hydroxide ions (OH-) kinahanglan nga gawasnon nga molihok tali sa mga electrodes aron makompleto ang electrochemical circuit. Ang diaphragm, busa, kinahanglan nga permeable sa kini nga mga ion samtang nagpabilin nga dili matuhop sa mga gas. Kini nga mapili nga pagkamatuhup usa ka hinungdanon nga kinaiya nga nagtino sa kaepektibo sa proseso sa electrolysis.

Ang pagpili sa materyal alang sa diaphragm kritikal ug nagdepende sa lainlaing mga hinungdan. Ang kasagarang gigamit nga mga materyales naglakip sa asbestos (bisan pag ang paggamit niini nagkunhod tungod sa mga problema sa panglawas), polymers sama sa polysulfone o polyphenylene sulfide, ug mga ceramic nga materyales. Ang matag usa sa kini nga mga materyales nagtanyag lainlaing mga kabtangan sa mga termino sa conductivity sa ion, pagkamatuhup sa gas, kalig-on sa kemikal, ug kusog sa mekanikal.

Ang gibag-on sa diaphragm usa pa ka hinungdanon nga konsiderasyon. Ang usa ka nipis nga diaphragm sa kasagaran nagtanyag og mas ubos nga resistensya sa transportasyon sa ion, nga posibleng makapauswag sa kaepektibo sa proseso sa electrolysis. Bisan pa, kini kinahanglan usab nga igo nga gibag-on aron mahatagan ang igo nga kusog sa mekanikal ug pagbulag sa gas. Ang pagpangita sa kamalaumon nga gibag-on usa ka buhat sa pagbalanse nga nagdepende sa piho nga mga kinahanglanon sa sistema sa electrolysis.

Ang porosity usa pa ka hinungdanon nga kinaiya sa diaphragm. Ang usa ka mas porous nga istruktura nagtugot alang sa mas maayo nga transportasyon sa ion apan mahimong makompromiso ang pagbulag sa gas kung ang mga pores dako kaayo. Ang mga advanced nga disenyo sa diaphragm kanunay nga adunay usa ka maampingon nga kontrolado nga pag-apod-apod sa gidak-on sa lungag aron ma-optimize ang transportasyon sa ion ug pagbulag sa gas.

Ang kemikal nga kalig-on sa diaphragm sa kaayo alkaline nga palibot sa electrolysis cell importante usab. Ang diaphragm kinahanglan nga makasugakod sa dugay nga pagkaladlad sa electrolyte nga dili makadaot o mawad-an sa iyang pinili nga pagkamatuhup. Kini nga kalig-on nagsiguro sa makanunayon nga pasundayag ug taas nga kinabuhi sa sistema sa electrolysis.

Sa bag-ohay nga mga tuig, adunay hinungdanon nga panukiduki sa pagpalambo sa mga advanced nga materyales ug disenyo sa diaphragm. Pananglitan, ang mga komposit nga diaphragms nga naghiusa sa mga bentaha sa lainlaing mga materyales gisusi. Mahimong maglakip kini sa usa ka porous nga istruktura nga suporta alang sa mekanikal nga kusog nga adunay sapaw sa usa ka nipis, ion-conductive layer alang sa gipaayo nga pasundayag.

Ang ubang mga tigdukiduki nag-imbestiga usab sa paggamit sa mga ion-exchange nga lamad isip alternatibo sa tradisyonal nga diaphragms. Kini nga mga lamad mahimo’g maghatag labi ka taas nga pagpili sa transportasyon sa ion, nga mahimo’g mosangput sa pagpauswag sa kahusayan ug kaputli sa gas. Bisan pa, sila kanunay nga adunay mas taas nga gasto ug mahimong adunay mga limitasyon sa mga termino sa kalig-on sa kemikal sa mga alkaline nga palibot.

Ang paghiusa sa diaphragm sa mga electrodes usa pa ka bahin sa nagpadayon nga pag-uswag. Ang ubang mga disenyo adunay mga pag-configure sa zero-gap, diin ang diaphragm direktang kontak sa mga electrodes. Kini nga kahikayan makapakunhod sa kinatibuk-ang resistensya sa selula ug makapauswag sa pagkaepisyente, apan nagkinahanglan kini og mabinantayon nga inhenyero aron masiguro ang hustong pagbulag sa gas ug mapugngan ang mga mubu nga sirkito.

Sa pagtapos, ang electrode-diaphragm assembly mao ang usa ka kritikal nga component sa alkaline tubig electrolysis, uban sa matag elemento sa pagdula sa usa ka importante nga papel sa efficiency ug pagka-epektibo sa proseso. Ang pagpili sa materyal nga elektrod, labi na ang paggamit sa mga titanium electrodes, mahimo’g makaapekto sa pasundayag ug taas nga kinabuhi sa sistema sa electrolysis. Ang diaphragm, bisan kung kanunay nga mataligam-an, parehas nga hinungdanon sa pagsiguro sa kaluwasan, kahusayan, ug kaputli sa gihimo nga mga gas. Samtang nagpadayon ang panukiduki niini nga natad, makadahom kita nga makakita og dugang nga mga pag-uswag sa mga materyales ug mga disenyo, nga motultol ngadto sa mas episyente ug epektibo nga alkaline water electrolysis system. Kini nga mga pag-uswag mahimong hinungdanon sa paghimo sa produksiyon sa hydrogen nga labi ka mabuhi sa ekonomiya, pagsuporta sa nagtubo nga ekonomiya sa hydrogen ug pag-amot sa usa ka labi ka malungtaron nga umaabot nga enerhiya.

Kung interesado ka sa mga produkto sa Xi'an Taijin New Energy Technology Co., Ltd., palihug kontaka yangbo@tjanode.com.

mga pakisayran:

1. Zeng, K., & Zhang, D. (2010). Bag-o nga pag-uswag sa alkaline nga tubig electrolysis alang sa hydrogen produksyon ug mga aplikasyon. Pag-uswag sa Energy and Combustion Science, 36(3), 307-326.

2. Pletcher, D., & Li, X. (2011). Mga prospect alang sa alkaline zero gap water electrolysers alang sa hydrogen production. Internasyonal nga Journal sa Hydrogen Energy, 36(23), 15089-15104.

3. Rashid, MM, Al Mesfer, MK, Naseem, H., & Danish, M. (2015). Ang produksyon sa hydrogen pinaagi sa electrolysis sa tubig: usa ka pagrepaso sa alkaline water electrolysis, PEM water electrolysis ug high temperature water electrolysis. International Journal of Engineering ug Advanced Technology, 4(3), 80-93.

4. Sapountzi, FM, Gracia, JM, Weststrate, CJ, Fredriksson, HO, & Niemantsverdriet, JW (2017). Electrocatalysts alang sa henerasyon sa hydrogen, oxygen ug synthesis gas. Pag-uswag sa Energy and Combustion Science, 58, 1-35.

5. Marini, S., Salvi, P., Nelli, P., Pesenti, R., Villa, M., Berrettoni, M., ... & Kiros, Y. (2012). Advanced nga alkaline nga tubig electrolysis. Electrochimica Acta, 82, 384-391.

6. Xu, W., & Scott, K. (2010). Ang mga epekto sa ionomer content sa PEM water electrolyser membrane electrode assembly performance. Internasyonal nga Journal sa Hydrogen Energy, 35(21), 12029-12037.

7. Ursua, A., Gandia, LM, & Sanchis, P. (2012). Ang produksiyon sa hydrogen gikan sa electrolysis sa tubig: karon nga kahimtang ug mga uso sa umaabot. Mga pamaagi sa IEEE, 100(2), 410-426.

8. Carmo, M., Fritz, DL, Mergel, J., & Stolten, D. (2013). Usa ka komprehensibo nga pagrepaso sa PEM water electrolysis. Internasyonal nga Journal sa Hydrogen Energy, 38(12), 4901-4934.

9. Phillips, R., & Dunnill, CW (2016). Zero gap alkaline electrolysis cell design alang sa renewable energy storage isip hydrogen gas. RSC Advances, 6(102), 100643-100651.

10. Divisek, J., & Schmitz, H. (1982). Usa ka bipolar cell alang sa advanced alkaline water electrolysis. Internasyonal nga Journal sa Hydrogen Energy, 7(9), 703-710.