1. 막의 역할
멤브레인~에전해수소 생산장치는 세 가지 기능을 수행합니다. 전해질에서 이온(예: 수산화물 또는 수소 이온)을 전달하고, 전극 사이에서 수소와 산소의 교차 또는 침투를 방지하며, 절연을 제공하여 전극 사이의 전자 이동을 방지합니다(따라서 전도성을 방지).
현재 이온 전달 및 가스 차단 특성에 상당한 초점이 맞춰져 있지만 절연은 간과되는 경우가 많습니다. 멤브레인의 전도성은 전류 밀도를 높이고 저항을 낮추어 폭발을 초래합니다. 따라서 전도성 막은 가스 교차보다 더 큰 위험을 초래합니다.
2. 멤브레인 개발
멤브레인 재료의 역사적 선택에는 석면 멤브레인과 폴리페닐렌 설파이드 멤브레인이 포함됩니다.
3. 전해조 사고와 멤브레인의 관계
사고의 주요 원인인 막의 전도성
국내 시장의 멤브레인 품질은 매우 다양합니다. 전도도 측면에서 멤브레인은 서로 다른 저항을 나타내며 절연 멤브레인이 자격 기준이 됩니다. 일부 제조업체는 전도성을 높이기 위해 멤브레인 저항을 낮추는데, 이는 전해조 폭발을 직접적으로 유발합니다. 막 내 전자 전달은 여러 가지 방식으로 나타날 수 있습니다.
낮은 멤브레인 저항으로 인해 매력적인 작동 매개변수와 최소 에너지 소비(4.0 미만, 약 3.7)가 가능합니다.
매력적인 데이터에도 불구하고, 대부분의 에너지가 열로 변환되어 멤브레인이 열을 생성하는 구성 요소가 되기 때문에 수소 생산량은 이론적인 값보다 훨씬 낮습니다. 멤브레인의 열 발생은 두 가지 지점에서 발생합니다.
폴리페닐렌 설파이드 멤브레인을 준비하는 동안 유전 상수가 낮고 전자 전달 능력이 있는 다른 유형의 섬유가 도입됩니다.
멤브레인을 변형하면 폴리페닐렌 설파이드의 황 원자나 금속 이온이나 계면활성제와 같은 불순물과 같이 전자 전달을 촉진하는 물질이 도입될 수 있습니다.
얇은멤브레인큰 모공으로
큰 기공을 가진 얇은 멤브레인은 분리된 전극 재료의 증착 및 침투에 취약하여 전도성을 갖습니다. 일부 제조사에서 생산막섬유나 원사의 간격이 너무 커서 기공 분포가 넓어지고(5~20 마이크론) 두께가 부족합니다. 전해질의 금속 입자(니켈 등)가 멤브레인에 축적되어 멤브레인을 관통하여 궁극적으로 전도성을 갖게 됩니다. 분리된 전극의 전도성을 방지하려면 멤브레인에 다음이 있어야 합니다.
금속 입자의 침투를 방지하기 위한 적절한 두께.
작은 기공 크기(이상적으로는 8-10 마이크론 미만), 바람직하게는 다층 구조입니다.
온도, 부식 및 기계적 손상에 대한 저항력 부족
시장에서는 다양한 멤브레인을 제공하지만 제조 성능을 향상시키기 위해 폴리페닐렌 설파이드 섬유를 다른 구조용 섬유와 혼합하는 경우가 많습니다(알칼리 손실이 과도하고 온도 저항이 낮음). 멤브레인 저항과 섬유 비틀림을 낮추면 기계적 내구성도 손상될 수 있습니다. 친수성을 향상시키는 부적절한 방법은 문제를 일으킬 수 있습니다. 관찰 가능한 막 특성은 다음과 같습니다.
높은 수축률.
알칼리 손실이 증가합니다.
외부 힘이 가해지면 기밀성이 감소합니다.
전해조 내부의 작동 환경은 외부 조건보다 더 파괴적일 수 있으므로 장력, 굽힘 및 압축에 저항하는 동시에 특정 응력 수준에서도 성능을 유지하는 멤브레인이 필요합니다.
