Estrutura e materiais de eletrólise da água alcalina

Eletrólise de água alcalina é um eletrolisador caracterizado por dois eletrodos que operam em uma solução de eletrólito alcalino líquido de hidróxido de potássio (KOH) ou hidróxido de sódio (NaOH). Os eletrodos são separados por uma membrana que separa o produto e transporta íons hidróxidos (Oh) de um eletrodo de um eletrodo Para o outro. Uma comparação recente mostra que os eletrolisadores de água à base de níquel usando eletrólitos alcalinos são competitivos ou até superiores à eletrólise de água usando membranas de eletrólitos de polímero ácido usando eletrocatalisos à base de metais de platina-grupo. boa eficiência.A tecnologia tem uma longa história na indústria química. A primeira demanda em larga escala por hidrogênio surgiu no final do século 19 para aeronaves mais leves do que o ar, e a tecnologia foi competitiva até o advento da reforma do vapor na década de 1930.No contexto da descarbonização industrial, a eletrólise da água alcalina pode ser considerada uma tecnologia importante para conversão e armazenamento eficientes de energia.

Estrutura e materiais

Os eletrodos são geralmente separados por uma folha porosa fina (espessura entre 0,050 e 0,5 mm), geralmente chamada de separador ou diafragm.O separador é eletricamente não condutor aos elétrons, evitando curto-eletrodos elétricos entre os eletrodos, permitindo pequenas distâncias entre os eletrodos A condutividade iônica é fornecida por uma solução alcalina aquosa que permeia os poros da membrana. O diafragma mais avançado é o Zirfon, um composto de zircônia e polissulfona. O separador evita ainda a mistura de hidrogênio e oxigênio gerado pelo catodo e ânodo.Normalmente, os metais à base de níquel são usados ​​como eletrodos para a eletrólise da água alcalina. Considerando metais puros, o níquel é o metal não ativo menos ativo. O processo de evolução é uma desvantagem. O NI é considerado mais estável durante a evolução do oxigênio, mas o aço inoxidável mostra boa estabilidade e melhor atividade catalítica do que a NI a alta temperatura para a reação de evolução do oxigênio (OER).Os catalisadores de níquel de alta área de superfície podem ser alcançados com as ligas de níquel-zinc ou níquel-alumínio em soluções alcalinas, comumente conhecidas como níquel de Raney.in Testes de bateria, os eletrodos de melhor desempenho relatados até agora incluem aloteiros de níquel de níquel e níquel de níquel e hibir -Dip Galvanized Nickel Mesh. A última abordagem pode ser interessante para a fabricação industrial em larga escala, pois é barata e facilmente escalável.

Vantagens em comparação com a eletrólise de água PEM

Comparado com a eletrólise de água eletrolítica de polímero, as vantagens da eletrólise de água alcalina incluem principalmente:

1. Catalisadores compensados ​​em relação aos catalisadores baseados em grupos metálicos de platina para a eletrólise da água PEM.

2. Durabilidade mais alta devido ao eletrólito trocável e menor dissolução do catalisador de ânodo.

3. Due à baixa difusividade do gás no eletrólito alcalino, a pureza do gás é alta.