المبادئ الهيكلية وعمليات إنتاج القلويات والمحلل الكهربائي PEM

المبادئ الهيكلية وعمليات إنتاج المحللات الكهربائية القلوية وPEM

يمكن تقسيم المحللات الكهربائية إلى أربعة أنواع: ALK، PEM، AEM، وSOEC وفقًا لتقنية التحليل الكهربائي للمياه. تقدم هذه المقالة بشكل أساسي المبادئ الهيكلية وعمليات الإنتاج للمحللات الكهربائية القلوية وPEM.

1.المحلل الكهربائي القلوي

يتضمن هيكل المحلل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين القلوي بشكل أساسي الحجاب الحاجز، وشبكة القطب الموجب/السلبي، ولوحة القطب، وإطار القطب، والحشية، ومسمار التثبيت والجوز، واللوحة الطرفية، وما إلى ذلك.

يشبه تجميع المحلل الكهربائي القلوي كومة خلايا وقود الهيدروجين. على أساس اللوحات الطرفية، يتم تجميع اللوحات وشبكات الدعم وشبكات القطب السالب والفواصل وشبكات القطب الموجب وشبكات الدعم وإطارات الأعمدة والحشيات واحدة تلو الأخرى، وكرر ذلك، وأخيرًا قم بتثبيت اللوحة الطرفية في الأخرى نهاية وإصلاحه مع المسمار التثبيت.

تعتبر الأقطاب الكهربائية والفواصل والحشيات من المواد الأساسية للمحللات الكهربائية القلوية. تستخدم الأقطاب الكهربائية عادة شبكة النيكل أو رغوة النيكل، التي يكون لأدائها تأثير حاسم على كثافة التيار وكفاءة التحليل الكهربائي، وتمثل تكلفتها حوالي 28% من تكلفة النظام؛ يستخدم الفاصل للفصل بين القطبين، وهو مطلوب لضمان ضيق الهواء مع تقليل المقاومة. لتقليل فقدان الطاقة، يتم استخدام حشوات الختم لحل مشكلة العزل بين قطع القطب. يؤثر أداء العزل الخاص به على كفاءة التحليل الكهربائي والسلامة وعمر خدمة النظام.

2.محلل كهربائي PEM

يستخدم المحلل الكهربائي PEM غشاء تبادل البروتون كإلكتروليت، والذي يتمتع بمزايا معينة في الهيكل والأداء. يتم أيضًا تكديس المحللات الكهربية PEM بواسطة وحدات تحليل كهربي متعددة، تتكون كل وحدة من غشاء تبادل البروتون، ومحفز، وطبقة انتشار الغاز، ولوحة ثنائية القطب.

تستخدم المحللات الكهربائية PEM أغشية تبادل البروتونات كإلكتروليتات صلبة، لتحل محل الفواصل والإلكتروليتات السائلة (محاليل KOH) المستخدمة في المحللات الكهربائية القلوية. المقاومة الداخلية أصغر، والهيكل الداخلي أكثر إحكاما، وتم تحسين كفاءة التحليل الكهربائي بشكل كبير، واختيار المقياس أكثر مرونة.