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本文研究了阳离子交换膜在碱性条件下电解制氢中的应用。测试了水电解中阳离子交换膜的性能以及实验因素对性能的影响。组装了一台0.4m3/h阳离子交换膜电解水制氢样机,对其进行了360小时的运行测试。探讨了阳离子交换膜在水电解制氢系统中的应用前景。
研究结果表明,实验用阳离子交换膜的电阻相对于其他电解水装置使用的石棉和聚苯硫醚隔膜电阻低;阳离子交换膜的导电能力主要通过金属离子沿阳离子膜分子构架空腔移动实现;在浓差扩散作用下,OH-离子和水分子可渗透至膜材料的另一侧;样机在4600A/㎡电流密度下运行360小时的结果表明该样机各主要工艺参数稳定性良好。
与目前国内普遍使用的传统水电解制氢装置相比,新的阳离子交换膜水电解制氢装置在电流密度、电解温度等主要技术性能上具有明显的技术优势。当该膜制作工艺完成优化并实现工业化生产后,该水电解制氢设备可具有大规模的工业化应用的前景。