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May 17, 2023
En la estrategia integral de China para abordar el cambio climático y facilitar una transformación verde y baja en carbono, el objetivo 3060 representa una decisión estratégica fundamental, que significa el compromiso formal de China con la neutralidad global de carbono. De acuerdo con el objetivo 3060, China establecerá progresivamente una infraestructura de producción y distribución de hidrógeno de energía limpia más completa, lo que facilitará la consecución del objetivo estratégico del pico de carbono. La producción de hidrógeno por electrólisis de Agua ha surgido como un enfoque prevalente para la producción de hidrógeno en los últimos años, y la estabilidad y eficiencia del voltaje de la celda electrolítica juegan un papel fundamental en la determinación de la eficiencia de producción general. El voltaje de la celda electrolítica está influenciado no solo por factores relacionados con el diseño, sino también por una multitud de factores externos.
Factores que afectan el voltaje de las células de electrólisis
Estructura de la membrana:
La resistencia y la conductividad iónica de una membrana están influenciadas por varios factores, incluyendo el material, el espesor, la porosidad y las propiedades superficiales. Los materiales de membrana de alta calidad tienen baja resistencia, lo que facilita la reducción del voltaje de la celda.
Densidad actual:
A medida que aumenta la densidad de corriente, el voltaje de la celda electrolítica del electrolizador de hidrógeno generalmente aumenta por varias razones, incluida la resistencia óhmica, la resistencia a la polarización y la generación de calor.
Concentración de hidróxido de potasio:
La concentración de hidróxido de potasio influye directamente en la conductividad del electrolito, que a su vez afecta el voltaje de la celda. En general, la concentración de hidróxido de potasio se mantiene a aproximadamente 30%, mientras que el hidróxido de sodio se usa típicamente a una concentración de aproximadamente 25%.
Espaciado entre dos electrodos:
La separación entre los electrodos es considerable, la trayectoria de migración de iones es larga y es susceptible a la influencia de la resistencia del electrolito, lo que dará como resultado un voltaje elevado dentro de la celda. Un espaciado apropiado puede garantizar la distribución uniforme del campo eléctrico; de lo contrario, tendrá un impacto adverso en la estabilidad del voltaje y su valor.
Lye VOLUMEN DE CIRCULACIÓN:
La circulación de la lejía sirve para mantener la concentración de electrolito en las proximidades de la superficie del electrodo, ejerciendo así una influencia sobre el voltaje de la celda. Además, si el volumen de circulación es insuficiente, los productos se acumularán en las proximidades de la superficie del electrodo, lo que dará como resultado un contacto impedido entre el electrolito y el electrodo. Esto, a su vez, conducirá a un voltaje de celda elevado.
Temperatura:
Un aumento en la temperatura reduce la viscosidad del electrolito, acelera el movimiento de los iones, mejora la conductividad eléctrica y disminuye la energía de activación de la reacción del electrodo. Estos efectos contribuyen a una reducción en el voltaje de la celda. Sin embargo, las temperaturas excesivas pueden dar lugar a problemas adicionales, lo que requiere el mantenimiento de un rango de temperatura preciso.
Impurezas en lejía:
La participación de impurezas de lejía en la reacción del electrodo o su contaminación de la membrana de taponamiento puede resultar en alteraciones en la trayectoria de reacción y la conductividad, que posteriormente puede conducir a un aumento en el voltaje de la celda.
Recubrimientos activos del Electrodo:
Los revestimientos activos por electrodos, ejemplificados por catalizadores específicos de metales preciosos, pueden mejorar la activación del electrodo y disminuir concomitantemente el voltaje de reacción requerido.
El Número de inicios y paradas:
Cada arranque y apagado producirá un cierto grado de polarización en la superficie del electrodo. Esta polarización se acumulará gradualmente con el aumento en el número de start-ups y paradas, lo que resultará en un exceso de potencial en aumento en la superficie del electrodo. Además, el arranque y el apagado frecuentes también pueden afectar el rendimiento de la membrana.
