Structure et matériaux de l'électrolyse en eau alcaline

Electrolyse d'eau alcaline est un électrolyzer caractérisé par deux électrodes fonctionnant dans une solution d'électrolyte alcalin liquide d'hydroxyde de potassium (KOH) ou d'hydroxyde de sodium (NaOH). Les électrodes sont séparées par une membrane qui sépare le gaz du produit et transporte des ions hydroxyde (OH−) d'une électrode à l'autre. Une comparaison récente montre que les électrolyseurs d'eau à base de nickel de pointe utilisant des électrolytes alcalins sont compétitifs, voire supérieurs à l'électrolyse d'eau à l'aide de membranes d'électrolyte de polymère acide à l'aide d'électrocatalyseurs à base de métaux à group de platine. bonne efficacité.La technologie a une longue histoire dans l'industrie chimique. La première demande à grande échelle d'hydrogène a émergé à la fin du 19e siècle pour des avions plus légers que l'air, et la technologie a été compétitive jusqu'à l'avènement de la réforme de la vapeur dans les années 1930.Dans le contexte de la décarbonisation industrielle, l'électrolyse en eau alcaline peut être considérée comme une technologie importante pour une conversion et un stockage énergétiques efficaces.

Structure et matériaux

Les électrodes sont généralement séparées par une feuille poreuse mince (épaisseur entre 0,050 et 0,5 mm), souvent appelée séparateur ou diaphrag.Le séparateur est électriquement non conducteur aux électrons, évitant ainsi le court-circuit électrique entre les électrodes tout en permettant de petites distances entre les électrodes La conductivité ionique est fournie par une solution alcaline aqueuse qui imprègne les pores de la membrane. Le diaphragme le plus avancé est le zirfon, un composite de zircone et de polysulfone. Le séparateur évite en outre le mélange de l'hydrogène et de l'oxygène généré par la cathode et l'anode.En règle générale, les métaux à base de nickel sont utilisés comme électrodes pour l'électrolyse de l'eau alcaline. Composant les métaux purs, le nickel est le métal non précieux le moins actif. Le processus d'évolution est un inconvénient. Le Ni est considéré comme plus stable pendant l'évolution de l'oxygène, mais l'acier inoxydable montre une bonne stabilité et une meilleure activité catalytique que Ni à haute température pour la réaction d'évolution de l'oxygène (OER).Les catalyseurs de nickel à surface élevées peuvent être obtenus par des alliages en nickel-zinc ou en nickel-aluminium dans les solutions alcalines, communément appelées tests de batterie de nickel. -Dip Mesh nickel galvanisé. Cette dernière approche pourrait être intéressante pour la fabrication industrielle à grande échelle, car elle est bon marché et facilement évolutive.

Avantages par rapport à l'électrolyse de l'eau PEM

Par rapport à l'électrolyse d'eau d'électrolyte polymère, les avantages de l'électrolyse en eau alcaline comprennent principalement:

1. catalyseurs indépendants par rapport aux catalyseurs à base de groupes de métaux de platine pour l'électrolyse de l'eau PEM.

2. Durabilité plus élevée due à l'électrolyte échangeable et à une dissolution plus faible du catalyseur d'anodes.

3.De à la faible diffusivité du gaz dans l'électrolyte alcalin, la pureté du gaz est élevée.