燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發電機"。它由正極、負極和夾在正負極中間的電解質板所組成。較初,電解質板是利用電解質滲入多孔的板而形成,2013年正發展為直接使用固體的電解質。工作時向負極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(空氣,起作用的成分為氧氣)。氫在負極...
電解水通常是指含鹽(如氯化鈉)的水經過電解之后所生成的產物。電解過后的水本身是中性,可以加入其他離子,或者可經過半透膜分離而生成兩種性質的水。其中一種是堿性離子水,另一種是酸性離子水。以氯化鈉為水中所含電解質的電解水,在電解后會含有氫氧化鈉、次氯酸與次氯酸鈉(...
氫-氧燃料電池反應原理這個反應是電解水的逆過程。電極應為:負極:H2+2OH-→2H2O+2e-。正極:1/2O2+H2O+2e-→2OH-。電池反應:H2+1/2O2==H2O。另外,只有燃料電池本體還不能工作,必須有一套相應的輔助系統,包括反應劑供給系統、...
Ir資源儲量能否支撐整個PEM水電解制氫技術的未來發展,成為業內普遍關注的焦點,國外機構對此進行了相關研究預測。按照目前用量水平來計算,膜電極上的Ir用量為2mg/cm2,而膜電極典型運行參數為4W/cm2,因而1GW級PEM電解槽的Ir用量為500kg。雖然...
為了加快PEMWE的發展,深入理解電極反應的動態過程,理論計算和實驗的結合,對具有實際應用前景的催化劑的進一步發展,催化劑性能的評價準則,對實驗室基礎研究中水系模型和實際操作差異的理解,集成膜電極組件的開發需要更多的研究。氫健康PEMWE的組裝方法,實際運行條...
氫氣比重小、擴散快,其導熱系數是空氣的8.4倍,因此常被用作發電機組的冷卻劑,可以大幅降低風摩擦損耗,對于1GW的發電機組,氫氣純度每提高1%,可以節約228kW的能源。與ALK技術對比,PEM水電解制氫技術啟停速度快、負荷波動范圍廣、產氫壓力高,尤其適合利用...
PEMWE的組裝方法,實際運行條件,包括離聚物,膜,氣體擴散層,極板,催化劑層在內的各個組分都是影響PEMWE性能的關鍵參數.對各個組分的發展和應用現狀進行綜述,同時對有實際應用前景的催化劑進行分析,包括負載型催化劑,銥/釕為主體的摻雜型催化劑。借助創新實驗方...
離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜。離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有無機離子交換股,但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相...
通過O中間體,即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價的鈣鈦礦中,氫健康晶格氧機理發生在遭受水親核攻擊的單個活性氧位點或通過兩個相鄰反應晶格氧原子的直接耦合,產生的氧空位將被水分子或大量氧原子補充,同時由此產生的不飽和金...
離子交換膜的性能1、導電性(膜電阻)一般用電導率(Ω.cm)或電阻率(Ω.cm)表示,也常用膜面電阻即單位膜面積的電阻(Ω.cm)表示。對電阻的表示因用途而異。一般講,在不影響其他性能的情況下電阻越小越好,以降低電能消耗。膜電阻與膜結構和膜厚度有關,此外還與外...
電化學反應過程中常伴隨著電極表面析氫、析氧和析氯的電極反應,這些析出的氣體會以氣泡形式吸附于電極表面,從而造成電極活性面積減少、電極表面電位和電流密度的微觀分布不均,產生電極極化。電極表面吸附的氣泡較多時會在電極表面形成氣膜,造成電極鈍化失活。電極表面析出的氣...
燃料電池又稱電化學發電器,是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置。它是繼水力發電、熱能發電和原子能發電之后的第四種發電技術。由于燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能,不受卡諾循環效應的限制,因此效率高;另外,燃料電池...
氫氣存儲裝置為發電機提供氫氣,其儲量按負荷所需發電量確定。氫氣存儲方式有氣態儲氫、液態儲氫和固態儲氫,相應的儲氫材料也有多種,主要按電站所處環境條件及技術經濟指標來決定。氫氣存儲是建設發電站的關鍵問題之一,儲氫方式、儲氫材料選擇關系整個電站的安全性和經濟性。空...
質子交換膜的雙極板主要有石墨集流板、金屬雙極板、復合型雙極板等幾種類型。雙極板面向電極的表面刻有用于燃料和氧氣(空氣)流動的溝槽。雙極板中間的溝槽是冷卻水的通道,用來帶走反應生成的余熱量,目前,制作雙極板的材料通常采用的材料是碳質材料(石墨)、金屬材料(表面改...
質子交換膜的流場板一般是指按一定間隔開槽的石墨板,開的槽子就是流道,在槽子之間形成流道間隔。流場的作用是引導反應氣體的流動方向,確保反應氣體均勻分配到電極各處,并經擴散層到達催化層進行電化學反應。在常見的質子交換膜燃料電池中,有的流場板與雙極板是分體的,如網狀...
燃料電池的優點1、比能量高:液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍,直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池(能量密度較高的充電電池)高10倍以上。目前,燃料電池的實際比能量盡管只有理論值的10%,但仍比一般電池的實際比能量高很多。2、輻射少:燃料電池結構簡單,...
燃料電池從理論上來講,只要連續供給燃料,燃料電池便能連續發電,已被譽為是繼水力、火力、核電之后的第四代發電技術。優點有1、發電效率高:燃料電池發電不受卡諾循環的限制。理論上,它的發電效率可達到85%~90%,但由于工作時各種極化的限制,目前燃料電池的能量轉化效...
固定式長壽命電源在較長使用壽命范圍內提供的功率密度較大,現已證明它可連續使用10000小時以上,并不斷改善設計,為固定式質子交換膜燃料電池產業的商業成功作出貢獻。使便攜式燃料電池裝置體積更小、功率更大,這些組件使燃料電池用干反應氣體就能出色地進行工作,達到可滿...
電解水通常是指含鹽(如硫酸鈉,食鹽不可以,會生成氯氣)的水經過電解之后所生成的產物。電解過后的水本身是中性,可以加入其他離子,或者可經過半透膜分離而生成兩種性質的水。其中一種是堿性離子水,另一種是酸性離子水。以氯化鈉為水中所含電解質的電解水,在電解后會含有氫氧...
電化學反應是屬于電化學范疇的化學反應。電化學是有關電與化學變化關系的一個化學分支。電化學是邊緣學科,是多領域的跨學科。對“電化學”,古老的定義認為它是“研究物質的化學性質或化學反應與電的關系的科學”。以后Bockris下了定義,認為是“研究帶電界面上所發生現象...
除了降低催化劑貴金屬載量,提高催化劑活性和穩定性外,膜電極制備工藝對降低電解系統成本,提高電解槽性能和壽命至關重要。根據催化層支撐體的不同,膜電極制備方法分為CCS法和CCM法。CCS法將催化劑活性組分直接涂覆在氣體擴散層,而CCM法則將催化劑活性組分直接涂覆...
隨著可再生能源發電裝機容量不斷上升、比例不斷增加、可再生能源電力價格不斷下降;同時,結合碳稅、碳交易等利好政策,水電解制氫的經濟性將明顯提高;而且,利用可再生能源電力的水電解制氫具備幾乎碳零排放的優勢,因此在各種制氫方式中,氫健康水電解制氫的占比將大幅提升,成...
過去5年電解槽成本已下降了40%,但是投資和運行成本高仍然是PEM水電解制氫亟待解決的主要問題,這與目前析氧、析氫電催化劑只能選用貴金屬材料密切相關。為此降低催化劑與電解槽的材料成本,特別是陰、陽極電催化劑的貴金屬載量,提高電解槽的效率和壽命,是PEM水電解制...
對于負載催化劑,金屬-載體相互作用和基底的導電性至關重要。酸性OER材料發展,并強調從機理分析性能提高.對金屬性質(合金,單原子等)催化劑,氧化物(釕/銥氧化物,非貴金屬氧化物),金屬氧酸鹽類(鈣鈦礦,燒綠石,其它氧酸鹽類),其它無機金屬和非金屬材料進行周到綜...
除了降低催化劑貴金屬載量,提高催化劑活性和穩定性外,膜電極制備工藝對降低電解系統成本,提高電解槽性能和壽命至關重要。根據催化層支撐體的不同,膜電極制備方法分為CCS法和CCM法。CCS法將催化劑活性組分直接涂覆在氣體擴散層,而CCM法則將催化劑活性組分直接涂覆...
在技術層面,電解水制氫主要分為AWE、PEM水電解,固體聚合物陰離子交換膜(AEM)水電解、固體氧化物(SOE)水電解。其中,AWE是較早工業化的水電解技術,已有數十年的應用經驗,較為成熟;PEM電解水技術近年來產業化發展迅速,SOE水電解技術處于初步示范階段...
水電解槽制氫設備開發是國內外堿性水電解制氫研究熱點。可再生能源加速發展使得大規模消納可再生能源成為突出問題。堿性水電解制氫電解槽隔膜主要由石棉組成,起分離氣體的作用。陰極、陽極主要由金屬合金組成,如Ni-Mo合金等,分解水產生氫氣和氧氣。氫健康工業上堿性水電解...
質子交換膜(PEM)在氫燃料電池、電解水制氫氣等領域中所交換的陽離子為質子,氫健康又被稱為離子膜。質子交換膜處于有機氟化工產業鏈末端,其上游是有機氟化工的單體材料,下游是基于質子交換膜的氯堿工業、燃料電池、電解水、儲能電池等應用領域。目前產業化應用的均為全氟質...
在未來前20年中因Ir使用壽命及裝置未到報廢時限等因素,PEM水電解裝置中Ir資源回收利用還沒有得到有效實施,因此對新Ir資源需求總量增長較快,到2045年Ir的需求量達到約1.5t?a,小于Ir的產量,因而供給可以滿足需求。在2045—2070年,新增PEM...
過去5年電解槽成本已下降了40%,但是投資和運行成本高仍然是PEM水電解制氫亟待解決的主要問題,這與目前析氧、析氫電催化劑只能選用貴金屬材料密切相關。為此降低催化劑與電解槽的材料成本,特別是陰、陽極電催化劑的貴金屬載量,提高電解槽的效率和壽命,是PEM水電解制...