Titan brukes i PEM-elektrolysatorer

Anvendelsen av titan i proton exchange membrane (PEM) elektrolysatorer er kritisk, hovedsakelig på grunn av dens utmerkede korrosjonsmotstand, mekaniske styrke og elektriske ledningsevne. Følgende er de spesifikke bruksområdene og fordelene med titan i PEM-elektrolysatorer:

Anode

• Materialvalg:Titan som et anodesubstrat, på grunn av sin utmerkede korrosjonsbestandighet, spesielt egnet for sterkt oksiderende miljø.
• Overflatebehandling:Anodeoverflaten er vanligvis belagt med edelmetalloksider (som ruteniumoksid, iridiumoksid) for å forbedre elektrokatalytisk ytelse og holdbarhet. Disse beleggene gir anoden en effektiv elektrokatalytisk reaksjonsevne samtidig som den forlenger levetiden.
• Fordeler: 

1. Korrosjonsbestandighet:Titan viser utmerket korrosjonsbestandighet i sure og oksiderende miljøer, og forhindrer at elektrodematerialer blir korrodert av elektrolytter.
2. Høy mekanisk styrke:Tåler høy strømtetthet og lang driftstid.

Katode

• Materialvalg:Titan brukes også som et katodesubstrat, belagt med platina og andre edelmetallkatalysatorer.
• Fordeler:

1. Korrosjonsbestandighet:Selv om katodemiljøet er mer reduserende, kan titan fortsatt vise god korrosjonsmotstand.
2. Katalytisk aktivitet:Platinakatalysatorer gjør titan-katoder svært effektive til å generere hydrogen.

Funksjon

• Elektriskledningsevne:Bipolare plater krever høy elektrisk ledningsevne, og titan kan dekke dette behovet ved å belegge et ledende lag (som karbon eller andre ledende materialer).
• Væskefordeling:Den bipolare platen er utformet med en strømningskanal for jevn fordeling av reaksjonsgassen (vann og det resulterende hydrogen og oksygen).
• Strukturell støtte:Sørg for nødvendig mekanisk støtte og tetning for å sikre stabiliteten og tettheten til elektrolysecellen.

Fordeler

• Korrosjonsbestandighet: Titan har utmerket korrosjonsbestandighet mot sure, alkaliske og klorerte miljøer.
• Lett: Lav tetthet gjør den generelle strukturen til elektrolysatoren lettere.
• Mekanisk styrke: Den høye styrken til titan sikrer at den bipolare platen tåler driftstrykk og mekanisk påkjenning.
• Lang levetid: sterk holdbarhet, reduserer hyppigheten av vedlikehold og utskifting.

Bærekonstruksjon og beslag

• Støttestruktur:Titan brukes til å produsere støtterammen og andre strukturelle komponenter til elektrolysatoren, noe som sikrer stabiliteten og holdbarheten til hele systemet.
• Koblinger:Titaniumbolter og festemidler brukes til å montere og sammenføye elektrolysecellekomponenter, noe som gir pålitelig mekanisk binding.

1. Hydroelektrolyse for hydrogenproduksjon:

• I PEM-elektrolysatorer er titananoder og katoder belagt med katalysatorer som platina og iridium, noe som forbedrer effektiviteten og holdbarheten til hydrogenproduksjonen ved vannnedbrytning betydelig.

2. Klor-alkali industri:

• Titanelektroder er mye brukt i elektrolyseceller i klor-alkaliindustrien for elektrolyse av saltløsninger for å produsere klorgass og natriumhydroksid, som viser utmerket korrosjonsbestandighet og lang levetid.

3. Energilagring og -konvertering:

• Titanium bipolare plater brukes i brenselcellesystemer for strømoppsamling og reaksjonsgassfordeling i hydrogen brenselceller.

Påføring av titan i PEM-elektrolysatorer forbedrer ytelsen og holdbarheten til utstyret betydelig. Dens utmerkede korrosjonsmotstand, høye mekaniske styrke og lette egenskaper gjør det til et ideelt materiale for elektrolytiske celleelektroder, bipolare plater og andre kritiske komponenter. Til tross for de høye kostnadene for titanmaterialer, gir dens nøkkelrolle i effektiv hydrogenproduksjon det et stort potensiale i industrielle og energiapplikasjoner. Med utviklingen av teknologi og utvidelse av produksjonsskala, vil anvendelsen av titan i PEM-elektrolysatorer bli mer omfattende og økonomisk gjennomførbar.