碱性电解水制氢隔膜和阳极材料性能研究

摘要

电解水制氢可将大规模可再生能源转化为绿氢,广泛用作各式各样的低碳终端能源,如燃料、化工能源和运输等,对碳减排具有重要意义。碱性电解水制氢作为一种最有潜力、大规模化应用的技术,在电解水行业中占据主导地位。基于降低电解制氢过电位的目的,开展了隔膜和阳极电极材料的性能研究。结果表明,高分子复合隔膜Zirfon比聚醚硫醚无纺布具有更低的膜电阻,可将电解水过电位降低0.3 V以上,主要因为Zirfon隔膜具有更低的膜电阻和更高的亲水性,而隔膜的亲水性会影响电极活性位点的利用率,且亲水性越高,电堆的活化阻抗越低。通过比较镍网和泡沫镍的性能,发现镍网用作阳极电极时的电阻低于泡沫镍,具有更低的电解水过电位。可为电解槽关键部件隔膜和电极的优化提供一定参考,利于电解成本的降低。