La función de los materiales de diafragma en la producción de hidrógeno por electrólisis del agua

La función de los materiales de diafragma en la producción de hidrógeno por electrólisis del agua

Bajo los objetivos de "neutralidad de carbono" y "pico de carbono", la ola de reemplazar la energía fósil por energía limpia ha comenzado por completo. La energía de hidrógeno, con su alto poder calorífico y baja contaminación y emisiones de gases de efecto invernadero, se reconoce como una vía crucial para lograr la neutralidad de carbono.

Según el "Plan a mediano y largo plazo para el desarrollo de la industria del hidrógeno (2021-2035)", por 2025, demostraciones piloto en transporte, industria, almacenamiento de energía, Y la generación de energía se implementará sistemáticamente, con una producción de hidrógeno de energía renovable que alcance las 100.000-200.000 toneladas por año, estableciéndose como un componente importante del nuevo consumo de energía de hidrógeno. Para 2030, China apunta a desarrollar gradualmente un sistema relativamente completo de producción y suministro de hidrógeno de energía limpia que respalde el logro de su objetivo estratégico para el pico de carbono. Como se describe en la "Clave para abrir una nueva era de hidrógeno verde: La hoja de ruta de desarrollo de la" 100 de hidrógeno renovable "de 2030 de China, en 2030, el suministro de hidrógeno renovable alcanzará los 7,7 millones de toneladas. Teniendo en cuenta las características económicas e industriales regionales, el hidrógeno renovable se aplicará primero ampliamente en sectores como los productos químicos, el transporte y el acero, que tienen una mayor madurez técnica y viabilidad de aplicación.

Con el desarrollo económico continuo y el crecimiento de la población, los combustibles fósiles como el petróleo y el carbón, debido a su naturaleza no renovable y reservas finitas, representan un riesgo inminente de graves crisis energéticas. En consecuencia, existe un imperativo cada vez más urgente de promover nuevas fuentes de energía limpias y renovables.

Actualmente, los métodos principales para la producción de hidrógeno incluyen electrólisis de agua alcalina (ALK), electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEMD), electrólisis de óxido sólido a alta temperatura (SOEO), Y electrólisis de membrana de intercambio aniónico de polímero sólido (AEM).M).

La electrólisis del agua para la producción de hidrógeno ha ganado una popularidad significativa en los últimos años. Por un lado, permite "cero emisiones de carbono", lo que resulta en la generación de "hidrógeno verde" genuinamente limpio. Por otro lado, la electrólisis del agua puede convertir las fuentes de energía renovables intermitentes e inestables (como la energía eólica, solar y Nuclear) en energía química almacenada, facilitando así la utilización de electricidad renovable. Este proceso produce importantes beneficios ecológicos y económicos.

La electrólisis de agua alcalina es actualmente el método principal para la producción de hidrógeno verde en China. En las celdas de electrólisis alcalina, un diafragma es esencial para separar los electrodos de cátodo y ánodo; esto evita los cortocircuitos al tiempo que inhibe la permeación de Hse (producido en el cátodo) Y Osores (generados en el ánodo) a través del diafragma. Al mismo tiempo, el diafragma actúa como un canal para el movimiento del electrolito, permitiendo que los iones OH sean transportados desde el cátodo al ánodo.

La función deMateriales del diafragma

Transporte de iones: Los diafragmas facilitan la transferencia de iones (como iones de hidróxido o hidrógeno) en el electrolito.

Barrera de seguridad para gases: los diafragmas evitan el cruce o la permeación de hidrógeno y oxígeno entre los electrodos.

Aislamiento eléctrico: Los diafragmas evitan la transferencia de electrones entre los dos electrodos (evitando la conductividad eléctrica).

La electrólisis del agua representa un enfoque relativamente conveniente para la producción de hidrógeno. Dentro de una celda electrolítica llena de solución de electrolito, se aplica corriente continua; en consecuencia, las moléculas de agua experimentan reacciones electroquímicas en ambos electrodos. En el cátodo, las moléculas de agua se reducen para producir gas hidrógeno junto con iones hidróxido. Estos iones de hidróxido atraviesan el diafragma físico para llegar al ánodo donde se libera gas oxígeno junto con la formación de agua adicional.

En este contexto, la empresa BoLian se ha apoderado de la "ganancia inesperada" del desarrollo de la industria del hidrógeno. Con profundas capacidades de investigación científica, ha desarrollado de manera innovadora "materiales de membrana para la producción de hidrógeno", abriendo una nueva pista de mercado en la industria de la tela de filtro. En 2024, la Compañía colaborará una vez más con la Universidad Politécnica de Dalian para lanzar conjuntamente un proyecto de investigación sobre materiales de membrana compuesta para la producción de hidrógeno, incluida la mejora de las membranas existentes y el desarrollo de nuevas membranas compuestas.

El proyecto también completó la prueba piloto de exiProductos de diafragma de la picadura y se puede producir a gran escala. El nuevo diafragma compuesto también ha logrado un gran avance sobre la base del producto original.