水解制氫設備利用固體高分子電解質技術

2016-03-245830人瀏覽

大家在使用水電解制氫設備的過程中,都發現使用液體作為電解質的電解槽的水電解制氫設備不但工作效率低下,而且還不容易移動,在使用的過程中,經常有問題,需要維修,由于出現各種問題,水電解制氫設備的研究人員不斷尋找新的電解質來替代液體電解質,其中使用一種叫質子交換膜的聚合物電解質今日了研究人員的眼睛。這種水電解制氫設備是采用采用固態Nafion全氟磺酸膜作為電解質的電解槽。

水電解制氫設備的電極是采用具有高催化性能的貴金屬或其氧化物,它們是以粉末形態覆蓋在電極的表面上,利用了一種叫Teflon黏合技術把這些粉末壓在了Nafion膜的兩面,利用這些穩定的膜和電極形成了一個穩定的結合體。

水電解制氫設備的電解槽材料

水電解制氫設備的金屬電極是氧析出反應,這個反應不是氧還原反應的逆過程

金屬電極上氧析出反應不是氧還原反應的逆過程。氧析出反應在較正的電位區進行,此時金屬電極上常會有氧化物生長的過程。通常使用的陽極材料是Pt、Ir、Ru及它們的二元或三元合金,摻入一些過渡金屬,如Ru、RuO2對于氧析出的活性最高。Ir、Ru金屬及其氧化物具有較低的過電位,是研究

最多的陽極催化劑,由于Ir、

Ru金屬具有不穩定性,大多數通過熱氧化法制得,以氧化物形式存在[22]。根據一些研究發現,幾種氧電極對水電解性能影響

從大到小的次序是:

RuO2(400℃熱解)-RuO2(600℃熱解) – Ir-Ru混合物 – IrO2(200℃熱解)

- Ir-Pt 混合物-Ir黑-Ir2O3-Rh2O3-Pt 黑。從穩定性來看,熱解的RuO2,在400 h之前性能比較穩定,此后迅速下降。Ir-Ru混合物和Ir-Pt混合物催化性能隨時間略有下降,而以IrO2作陽極的電池電壓在1.54~1.55 V保持恒定。

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