अल्कधर्मी हायड्रोजन इलेक्ट्रोलाइझर्ससाठी डायाफ्राम सामग्रीचे विश्लेषण

एक स्वच्छ आणि टिकाऊ उर्जा वाहक म्हणून,हायड्रोजन ऊर्जाउर्जा संकट आणि पर्यावरणीय प्रदूषणास सामोरे जाण्यासाठी खूप महत्त्व आहे. वॉटर इलेक्ट्रोलिसिस हायड्रोजन उत्पादन तंत्रज्ञान, विशेषत:अल्कधर्धी वॉटर इलेक्ट्रोलायसीसिस (विस्मय)हायड्रोजन उत्पादन, कमी उपकरणे खर्च आणि परिपक्व तंत्रज्ञानामुळे हायड्रोजन उत्पादनाचे एक महत्त्वाचे साधन बनले आहे.

अल्कधर्मी मध्येवॉटर इलेक्ट्रोलाइझर्स, डायाफ्राम सामग्री महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. ते केवळ कॅथोड आणि एनोड वेगळेच करत नाहीत, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनच्या मिश्रणास प्रतिबंधित करतात, परंतु इलेक्ट्रोलायसीस प्रक्रियेच्या कार्यक्षमता, टिकाऊपणा आणि खर्चावर देखील महत्त्वपूर्ण परिणाम करतात. अल्कधर्मीइलेक्ट्रोलाइझरडायफ्रामचा अंदाज इलेक्ट्रोलाइझर खर्चाच्या सुमारे 55% आहे. म्हणूनच, हायड्रोजन उत्पादन तंत्रज्ञानाची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी अल्कधर्मी हायड्रोजन इलेक्ट्रोलाइझर्ससाठी योग्य डायाफ्राम सामग्रीचे संशोधन आणि विकसित करणे ही एक गुरुकिल्ली आहे.

अल्कधर्मी वॉटर इलेक्ट्रोलिसिस हायड्रोजन उत्पादन आणि डायाफ्राम फंक्शनचे तत्व

अल्कधर्मी वॉटर इलेक्ट्रोलिसिस हायड्रोजन उत्पादनाचे तत्व म्हणजे इलेक्ट्रोलाइझर्समध्ये इलेक्ट्रोलाइट्स म्हणून पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड (केओएच) सारख्या मजबूत अल्कधर्मी द्रावणांचा वापर करणे आणि बाह्य व्होल्टेजद्वारे हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन तयार करण्यासाठी पाण्याचे रेणू विघटित करणे. विशिष्ट प्रतिक्रिया सूत्र आहे:

कॅथोड येथे: 2 एच 2 ओ+2 ई- → एच 2+2 ओएच-

एनोडवर: 4 ओएच- → ओ 2+2 ई-+2 एच 2 ओ

या प्रक्रियेत, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन अनुक्रमे एनोड आणि कॅथोडमध्ये तयार केले जाते आणि स्फोट होण्याचा धोका टाळण्यासाठी प्रभावीपणे विभक्त करणे आवश्यक आहे. यावेळी, डायाफ्राम सामग्री एक महत्वाची भूमिका बजावते. सहसा, डायाफ्राम सामग्रीमध्ये खालील वैशिष्ट्ये असणे आवश्यक असते:

१. चांगली विद्युत चालकता: डायाफ्राममध्ये चांगली आयनिक चालकता असणे आवश्यक आहे आणि कार्यक्षम इलेक्ट्रोलायसीस प्रतिक्रिया सुनिश्चित करण्यासाठी ओह-आयन्समधून जाण्याची परवानगी देणे आवश्यक आहे.

२. उच्च रासायनिक स्थिरता: डायाफ्राम सामग्रीला उच्च-अल्कली वातावरणात आणि त्याच्या सेवा जीवनाचा विस्तार करण्यासाठी उच्च-अल्कली वातावरण आणि इलेक्ट्रोलायसीस प्रक्रियेत रासायनिक गंज प्रतिकार करणे आवश्यक आहे.

3. चांगली यांत्रिक सामर्थ्य: डायाफ्रामला स्थिर आकार राखण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइझरमधील दबाव आणि द्रवपदार्थाच्या परिणामाचा प्रतिकार करणे आवश्यक आहे.

4. कमी प्रतिकार कमी होणे: डायाफ्रामचा प्रतिकार जितका कमी असेल तितका इलेक्ट्रोलायसीस कार्यक्षमता जितकी जास्त असेल, ज्यामुळे उर्जा वापर कमी होईल.

सामग्रीच्या वेगवेगळ्या वैशिष्ट्यांनुसार, सामान्य अल्कधर्मी हायड्रोजन उत्पादन इलेक्ट्रोलाइझर डायाफ्राम सामग्री खालील श्रेणींमध्ये विभागली जाऊ शकते:

1. एस्बेस्टोस डायाफ्राम

फायदे: रासायनिक गंज प्रतिकार, उच्च तापमान प्रतिकार, उच्च तन्यता सामर्थ्य, मजबूत हायड्रोफिलीसीटी

तोटे: यात सूज गुणधर्म आहेत, ज्यामुळे इलेक्ट्रोलायसीसचा उर्जा वापर वाढतो; हे इलेक्ट्रोलायसीस तापमान मर्यादित करते, जेणेकरून सध्याची कार्यक्षमता सुधारली जाऊ शकत नाही; हे मानवी शरीरासाठी विषारी आहे आणि वाळूच्या फुफ्फुसांचा आजार होऊ शकतो. बर्‍याच देशांनी एस्बेस्टोस सामग्रीचा वापर प्रतिबंधित केला आहे.

2. पॉलिटेट्राफ्लोरोएथिलीन राळ सुधारित एस्बेस्टोस डायाफ्राम

फायदे: पॉलिटेट्राफ्लोरोएथिलीन लेपित एस्बेस्टोस फायबरची डायफ्राम रचना डायफ्रामची गंज प्रतिरोध आणि यांत्रिक शक्ती वाढवते आणि एस्बेस्टोसची सूज कमी करते, अल्कली कॉर्रोऑनच्या एस्बेस्टोस डायफ्राम सूज आणि संवेदनाक्षमतेच्या कमतरतेवर प्रभावीपणे मात करते.

तोटे: पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन राळच्या खराब हायड्रोफिलिटीमुळे, पॉलीटेट्राफ्लोरोइथिलीनसह एस्बेस्टोस डायाफ्रामची हायड्रोफिलिटी मोठ्या प्रमाणात कमी होते, ज्यामुळे सध्याची कार्यक्षमता कमी होते आणि उर्जा वापर वाढते. जितकी जास्त रक्कम जोडली तितकी डायाफ्रामची हायड्रोफिलिटी कमी होते.

3. पॉलीफेनिलीन सल्फाइड डायाफ्राम (पीपीएस)

फायदे: उत्कृष्ट उष्णता प्रतिकार; अत्यंत मजबूत कडकपणा, उच्च पृष्ठभाग कडकपणा, उत्कृष्ट रांगणे प्रतिरोध आणि थकवा प्रतिरोध, थकबाकीदार पोशाख प्रतिकार; मजबूत गंज प्रतिकार; उच्च तापमान परिस्थितीत अद्याप चांगले आयामी स्थिरता दर्शविते; उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता आणि उच्च वारंवारता अंतर्गत अद्याप उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म आहेत.

तोटे: उच्च प्रतिकार, खराब हायड्रोफिलिटी, परिणामी उर्जेचा वापर वाढतो

4. पॉलीसल्फोन डायाफ्राम (पीएसएफ)

फायदे: यात उत्कृष्ट ऑक्सिडेशन प्रतिरोध, थर्मल स्थिरता आणि उच्च तापमान वितळणारी स्थिरता तसेच उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, उच्च तापमान प्रतिरोध, acid सिड आणि अल्कली प्रतिरोध, बॅक्टेरियाचे गंज प्रतिरोध, कच्चा माल प्राप्त करण्यास स्वस्त आणि सुलभ आणि पीएच अनुप्रयोगांची विस्तृत श्रेणी आहे.

तोटे: खराब हायड्रोफिलिटी, डायाफ्रामचे कमी पाण्याचे प्रवाह, असमाधानकारक-प्रदूषणविरोधी कामगिरी, त्याच्या अनुप्रयोग श्रेणी आणि सेवा जीवनावर परिणाम.

5. पॉलिथेरथकेटोन (डोकावून)

फायदे: उच्च तापमान प्रतिकार, रासायनिक गंज प्रतिकार

तोटे: डायाफ्राम कार्यक्षमता आणि जाडी विणण्याच्या पद्धतींमुळे प्रभावित होते

लवकरात लवकर अल्कधर्मी इलेक्ट्रोलाइझर डायाफ्राम सामग्री एस्बेस्टोस डायाफ्राम होती, परंतु ती काढून टाकली गेली आहे कारण यामुळे मानवी शरीराचे नुकसान होऊ शकते. सध्याचा मुख्य प्रवाहात पॉलीफेनिलीन सल्फाइड पीपीएस डायाफ्राम आहे आणि उच्च-कार्यक्षमता डायाफ्राम पीपीएसच्या अजैविक थरसह लेपित एक संमिश्र पडदा वापरतो.

संमिश्र डायाफ्रामची पृष्ठभाग नॅनोपोरस आहे आणि आतील भाग मायक्रॉन छिद्र रचना आहे. हायड्रोजनला जाण्यापासून रोखण्याची मजबूत क्षमता आहे. त्याच वेळी, ते इलेक्ट्रोलाइट आयनमधून जाऊ शकते आणि कायम हायड्रोफिलिटी असते. आयात केलेल्या डायाफ्राम सारखीच कामगिरी आहे आणि त्यात चांगले इलेक्ट्रोलाइटिक कामगिरी आणि सेवा जीवन आहे. सध्या, संमिश्र डायाफ्रामची जास्तीत जास्त रुंदी 2 मीटरपर्यंत पोहोचू शकते, जी मोठ्या इलेक्ट्रोलाइझर्सच्या आकाराची आवश्यकता पूर्ण करू शकते.

या लेखात नमूद केलेले डायाफ्राम सर्व अल्कधर्मी इलेक्ट्रोलाइझर्ससाठी योग्य आहेत, परंतु प्रत्येक डायाफ्रामचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे आहेत आणि किंमतीचा फरक मोठा आहे, वास्तविक उत्पादन प्रक्रियेमध्ये, अल्कलिन इलेक्ट्रोलाइझरच्या वेगवेगळ्या अनुप्रयोग परिस्थिती आणि बाजाराच्या मागणीनुसार डायाफ्राम निवडला जावा.