1. Vai trò của màng
MàngTRONGsản xuất hydro điện phâncác thiết bị có ba chức năng: chúng truyền các ion (chẳng hạn như ion hydroxit hoặc hydro) trong chất điện phân, ngăn chặn sự giao nhau hoặc xâm nhập của hydro và oxy giữa các điện cực và cung cấp vật liệu cách nhiệt để ngăn chặn sự chuyển điện tử giữa các điện cực (do đó ngăn cản tính dẫn điện).
Hiện nay, người ta tập trung đáng kể vào đặc tính truyền ion và rào cản khí, nhưng khả năng cách nhiệt thường bị bỏ qua. Tính dẫn điện trong màng dẫn đến mật độ dòng điện cao và điện trở thấp, dẫn đến cháy nổ; do đó, màng dẫn điện gây nguy hiểm hơn so với sự trao đổi khí.
2. Sự phát triển của màng
Các lựa chọn lịch sử về vật liệu màng bao gồm màng amiăng và màng polyphenylene sulfide.
3. Mối liên hệ giữa sự cố tế bào điện phân và màng tế bào
Độ dẫn điện của màng là nguyên nhân chính gây ra tai nạn
Chất lượng màng ở thị trường trong nước rất khác nhau. Về độ dẫn điện, màng có điện trở khác nhau, trong đó màng cách điện là tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng. Một số nhà sản xuất hạ thấp điện trở màng để tăng cường độ dẫn điện, điều này trực tiếp gây ra vụ nổ tế bào điện phân. Sự chuyển điện tử trong màng có thể biểu hiện theo nhiều cách:
Điện trở màng thấp dẫn đến các thông số vận hành hấp dẫn và mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu (dưới 4,0, thậm chí khoảng 3,7).
Mặc dù có dữ liệu hấp dẫn nhưng sản lượng hydro vẫn thấp hơn đáng kể so với giá trị lý thuyết vì phần lớn năng lượng chuyển đổi thành nhiệt, khiến màng trở thành thành phần tạo nhiệt. Sự sinh nhiệt từ màng phát sinh từ hai điểm:
Trong quá trình điều chế màng polyphenylene sulfide, các loại sợi khác được đưa vào có hằng số điện môi thấp và khả năng chuyển điện tử nhất định.
Việc biến đổi màng có thể đưa vào các chất tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển điện tử, chẳng hạn như các nguyên tử lưu huỳnh trong polyphenylene sulfide, hoặc các tạp chất như ion kim loại hoặc chất hoạt động bề mặt.
GầyMàngcó lỗ chân lông to
Màng mỏng có lỗ rỗng lớn dễ bị lắng đọng và xâm nhập từ vật liệu điện cực tách rời, dẫn đến dẫn điện. Một số nhà sản xuất sản xuấtmàngvới những khoảng trống quá lớn trong sợi hoặc sợi, dẫn đến sự phân bố lỗ rỗng rộng hơn (5-20 micron) và độ dày không đủ. Các hạt kim loại (như niken) trong chất điện phân tích tụ và xuyên qua màng, cuối cùng khiến nó trở nên dẫn điện. Để ngăn cản sự dẫn điện từ các điện cực bị bong ra, màng phải có:
Độ dày vừa đủ để ngăn chặn sự xâm nhập của hạt kim loại.
Kích thước lỗ chân lông nhỏ, lý tưởng là dưới 8-10 micron, tốt nhất là có cấu trúc nhiều lớp.
Khả năng chống chịu nhiệt độ, ăn mòn và hư hỏng cơ học kém
Thị trường cung cấp nhiều loại màng, nhưng để nâng cao hiệu suất sản xuất, sợi polyphenylene sulfide thường được trộn lẫn với các loại sợi cấu trúc khác (dẫn đến thất thoát kiềm quá mức và chịu nhiệt độ thấp). Giảm sức cản của màng và độ xoắn của sợi cũng có thể ảnh hưởng đến độ bền cơ học. Các phương pháp không thích hợp để tăng cường tính ưa nước có thể dẫn đến nhiều vấn đề. Đặc điểm màng quan sát được bao gồm:
Tỷ lệ co ngót cao.
Tăng mất kiềm.
Độ kín khí giảm sau tác động của ngoại lực.
Môi trường hoạt động bên trong tế bào điện phân có thể có sức tàn phá lớn hơn các điều kiện bên ngoài, đòi hỏi màng phải có khả năng chịu lực căng, uốn cong và nén trong khi vẫn duy trì hiệu suất ở mức độ căng thẳng nhất định.
