碱性电解水用隔膜材料的优选研究

• 作者: 刘艳莹 尚蕴山 程小波 许壮 何广利 缪平 北京低碳清洁能源研究院
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 化学
• 关键词: 碱性电解水 电解池 隔膜 电导率 电解电压
• 年，卷（期）: 2024,（3）
• 页码范围: 111-117
• 页数: 7页
• 语种: 中文

摘要

碱性电解水制氢作为一种清洁高效的氢能生产途径，技术相对成熟，应用最为广泛。隔膜是电解池的重要组成部分，对电解池的电解性能影响较大。基于降低电解水制氢电解电压的目的，通过对不同种类隔膜的结构特性和电导率进行分析与测试，并结合其在电解池中的电解性能的综合评估，探究了隔膜的结构与性能的关系，进而优选出适用于碱性电解水的隔膜材料。根据碱性电解水所需隔膜性能的指标(包括膜电导率、孔隙率、耐碱性、气泡渗透性、润湿性、机械强度和热稳定性等)进行了高分子隔膜的筛选。通过对几种不同规格、型号的国产和进口商用高分子隔膜进行综合比较，发现进口的AGFA-IV隔膜性能最优，其孔隙率为60%±10%，膜电导率为51.7 cm-1·Ω-1。在此基础上组装成电解池并测试了AGFA-IV隔膜的电解性能。结果表明，基于进口的AGFA-IV隔膜的电解池在电解测试过程中具有最低的水电解电压，当电流密度为0.4 A/cm2时，其电解电压为1.841 V，因此确定进口的AGFA-IV隔膜为该体系的最优隔膜材料。该研究有助于更好地理解隔膜在碱性电解池电解过程中的性能特点，并对设计和构建用于碱性电解水的高性能隔膜有一定借鉴作用。