Anailís ar fhachtóirí feidhmiúla a théann i bhfeidhm ar fheidhmíocht leictrealú uisce PEM

1. Éifeacht na Teochta ar Éifeachtúlacht an Phemwe

Ba chóir an chairn leictrealaíoch a oibriú faoi choinníollacha ardteochta chun ardfheidhmíocht a bhaint amach. Bíonn tionchar ag an teocht oibriúcháin ar an voltas inchúlaithe, ar an ró -phoitéinseal ohmic agus ar an aistriú muirir ró -thábhachtach den chatóid agus den anóid, rud a théann i bhfeidhm ar fheidhmíocht PEM (mar a thaispeántar i bhFigiúr 1 thíos). Is féidir le teocht mhéadaithe an overvoltage ohmic, an voltas inchúlaithe agus an gníomhachtú a íoslaghdú sna réigiúin chatóid agus anóid.

Figiúr 1: Éifeacht teochta ar voltas cille Pemwe ag 0.8 A/cm2 agus 0.2 MP agus leithead 60 µ ciseal

Méadaíonn an ráta imoibriúcháin ag an leictreoid le teocht atá ag dul i méid, agus mar thoradh air sin tá méadú ar an dlús reatha malartaithe, rud a laghdaíonn an ró -fhormhuiniú gníomhachtaithe. Rinneadh roinnt staidéar chun imscrúdú a dhéanamh ar an tionchar a bhíonn ag teocht ar fheidhmíocht PEMWe. De ghnáth léiríonn na torthaí:

Faoi an rud céannaNí éiginIs é is cúis le coinníollacha, méadú ar theocht ná athrú ar an dlús reatha, agus bíonn tionchar dearfach suntasach ag méadú ar sheoltacht ianach ar éifeachtúlacht PEMWe; Laghdaíonn méadú ar theocht an poitéinseal gníomhachtaithe, agus mar thoradh air sin tá méadú easpónantúil ar éifeachtúlacht; Éifeacht na teochta ar éifeachtúlacht PEM sa raon teochta de 293-373 K, laghdaíonn méadú ar theocht oibriúcháin an fuinneamh a theastaíonn chun an dlús céanna a fháil, rud a chabhraíonn le héifeachtúlacht PEM a fheabhsú. I mbeagán focal, cuireann méadú teochta le seoltacht ianach agus le gníomhaíocht leictriceimiceach. Ina theannta sin, léiríonn na torthaí go dtiocfaidh éifeacht na teochta an -suntasach ag dlúis reatha níos airde (féach Figiúr 2 thíos).

Figiúr 2: Cuair tréithiúla I-V de leictrealú uisce PEM ag teochtaí oibriúcháin éagsúla

Mar sin féin, tá teorainn le feabhas a chur ar fheidhmíocht ceallraí le teocht mhéadaitheach, de réir mar a théann an leictrilít nuair a sháraíonn an teocht oibriúcháin 100 ° C. Ag an ngnáthbhrú, ós rud é go n -éiríonn uisce ag teochtaí os cionn 373 K, níor cheart an teocht a mhéadú os cionn 373 K, agus ní mór uisce a leachtú chun seoltacht ianach an chiseal leictrilít a choinneáil. Méadaíonn an teocht os cionn 100 ° C mar thoradh ar fhadhbanna íosta sáithiúcháin leachta agus ganntanas uisce, ar féidir iad a sheachaint trí oibriú brú. Ina theannta sin, ní mór uisce a íonú sula n -úsáidtear é sa Phemwe, mar is féidir le huisce neamhshaothraithe ábhair agus comhpháirteanna PEMWe a dhíghrádú. Luasghéaraíonn teocht mhéadaithe díghrádú na n -ábhar membrane faoi strus teirmeach, rud a fhágann go mbíonn an scannán tanaí le himeacht ama. Ina theannta sin, mar gheall ar leathnú teirmeach idir an membrane agus comhpháirteanna eile sa leictrilíteas, cruthaíonn teocht mhéadaithe strus meicniúil sa scannán, agus mar thoradh air sin tanú an tiús membrane. Ina theannta sin, mura ndéantar na coinníollacha oibriúcháin a rialú go docht, cuirfidh an méadú ar theocht an membrane díhiodráitithe, rud a laghdóidh tiús an scannáin, mar go dtitfidh an struchtúr polaiméire beagán gan dóthain uisce chun a stát leathnaithe a choinneáil.

Ina theannta sin, de réir mar a laghdaíonn an teocht, laghdaíonn tréscaoilteacht an gháis tríd an scannán, agus laghdaíonn an méid hidrigine a théann tríd an gciseal membrane freisin. Ina theannta sin, chuir roinnt staidéar in iúl freisin go bhfuil an teocht oibriúcháin is fearr deLeictrileoir pemLaghdóidh sé chun an teocht chomhthimpeallach a bhaint amach faoi dhlús íseal reatha.

1.2 Éifeacht brú catóide ar fheidhmíocht PEM

Nuair a oibrítear an catóid ag brú níos airde, méadóidh an ráta giniúna hidrigine toisc gur féidir leis an ardbhrú ráta aistrithe maise imoibreoirí agus táirgí ar an scannán a mhéadú. Ina theannta sin, mar gheall ar an méadú ar an mbrú, laghdaítear an fuinneamh a theastaíonn don athrú céime ó leacht go gás, rud a fhéadann an chothromaíocht uisce-leacht vapor a athrú, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht fuinnimh. Ina theannta sin, ag brúnna níos airde, laghdóidh an ró -phoitéinseal a theastaíonn don imoibriú éabhlóide hidrigine, rud a fheabhsóidh éifeachtúlacht voltais an phróisis leictrealaithe leictrealaithe PEM. Mar sin féin, is é is cúis le méadú ar bhrú catóide ná go n -aistreodh ian H+ sa treo eile ón anóid go dtí an catóid, rud a fhágann go bhfuil méadú ar ró -fhulaingt agus go moillíonn sé an t -imoibriú leictriceimiceach (féach Figiúr 3 thíos). Dá bhrí sin, is féidir le méadú ar bhrú catóide drochthionchar a imirt ar éifeachtúlacht fuinnimh agus ar fheidhmíocht fuinnimh Pemwe.

Figiúr 3: Cuair tréithiúla I-V ag brúnna catóide éagsúla.

Nuair a choinnítear an brú anóid ag brú atmaisféarach, léiríonn staidéar ar éifeacht na n -athruithe brú i réigiún an chatóide ar éifeachtúlacht an Phemwe go laghdaíonn éifeachtúlacht Pemwe le brú méadaitheach; Ag dlús ard reatha, tá an éifeacht a bhíonn ag brú ar an méadú ar voltas cille inchúlaithe níos soiléire ná an tionchar ar an laghdú ar an róbhrú, agus méadaíonn an voltas cille riachtanach le brú catóide méadaithe. Ina theannta sin, nuair a mhéadaíonn an brú ó 1000 kPa go 2000 kPa, méadaíonn an sruth ionchuir freisin. Tá staidéir ann freisin a dhéanann anailís ar an tionchar a bhíonn ag brú catóide ar fheidhmíocht PEM, agus léiríonn na torthaí gur féidir le laghdú an bhrú chatóide ó 4bar go 1bar voltas anLeictrilítí pem faoi ​​4.8%. Ina theannta sin, laghdaíonn méadú ar bhrú hidrigine feidhmíocht Faraday. Cé gur féidir le méadú ar an mbrú catóide éifeachtúlacht an imoibrithe leictrealú a fheabhsú, cuireann an fuinneamh a theastaíonn chun na fritháireamh hidrigine na sochair seo a chomhbhrú. Maidir le cobhsaíocht agus sábháilteacht, méadaíonn brú méadaithe strus meicniúil ar chomhpháirteanna córais, a théann i bhfeidhm go diúltach ar a marthanacht agus ar a saol seirbhíse. Mar thoradh air seo tá costais mhéadaithe caipitil agus cothabhála mar gheall ar an ngá atá le hábhair agus comhpháirteanna níos láidre agus níos marthanaí. Ina theannta sin, méadaíonn an baol go dtarlódh sceitheadh ​​hidrigine, a éilíonn bearta sábháilteachta láidre chun an riosca seo a bhainistiú.

3. Éifeacht an dlús reatha arLeictrealú pemtáirgeadh hidrigine

Bíonn tionchar suntasach ag an dlús reatha ar go leor gnéithe den phróiseas leictrealú, lena n -áirítear éifeachtúlacht an chórais, ráta giniúna hidrigine, agus saol an chórais. Mar thoradh ar mhéadú ar an dlús reatha tá méadú ar ráta na bhfrithghníomhartha leictriceimiceacha a tharlaíonn ar dhromchla an leictreoid, rud a mhéadaíonn anLeictrilítí pemráta táirgthe hidrigine. Bíonn tionchar dearfach ag dlús reatha ar thréscaoilteacht hidrigine. Mar thoradh ar mhéadú ar an dlús reatha laghdaítear voltas an chairn, rud a fheabhsaíonn feidhmíocht na gceall. D’fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar an bhfíric go méadaíonn an méadú ar dhlús reatha an t -imoibriú cinéiteach ar an leictreoid, rud a fhágann go laghdaítear friotaíocht aistrithe muirir, rud a fheabhsaíonn feidhmíocht cille leictrealaíoch.

I gcodarsnacht leis sin, cruthaíonn dlús ard reatha cuid mhór gáis, rud a chruthaíonn comhiomlánú O2, agus mar thoradh air sin tá dhá stát sreafa chéimeanna éagsúla agus ag cosaint an leictreoid anóid ó uisce. Is fiú a lua go bhféadfadh tionchar a bheith ag na saincheisteanna seo ar oll -iompar an gháis ghinte agus an uisce. Mar thoradh ar chomhiomlánú an gháis ghinte sa PEMWE, téann an gás a ghintear sa limistéar catalaíoch thar chumas an gháis gáis an chainéil sreafa. Is iad na príomhchúiseanna a bhaineann le bacainn mboilgeog ná trasghearradh an chainéil agus treoluas sreafa an uisce. Taispeánann na torthaí go mbíonn moill ar an aistriú ó bhoilgeoga go drúchtíní mar thoradh ar shreabhadh ard uisce, rud a fhágann go mbíonn boilgeoga níos lú agus níos lú drúchtíní ann. Maidir le héifeachtúlacht fuinnimh, méadaíonn an ró -photagraf anóid agus catóide le dlús reatha a mhéadú, rud a chiallaíonn go bhfuil voltas breise ag teastáil chun an t -imoibriú leictriceimiceach a thiomáint ag an ráta idéalach, rud a fhágann go mbeidh éifeachtúlacht fuinnimh laghdaithe.

Ina theannta sin, mar gheall ar fhriotaíocht na leictreoidí, na leictrilítí, agus na gcónascairí leictreacha, bíonn méadú ar chaillteanais ohmic mar thoradh ar an méadú ar dhlús reatha, rud a laghdaíonn éifeachtúlacht fuinnimh fhoriomlán an chórais. Is féidir le dlús ard reatha tionchar diúltach a imirt ar mharthanacht agus ar shaol seirbhíse an Phemwe. Luasghéaraíonn an dlús reatha ardaithe díghrádú na leictreoidí. Ag dlús ard reatha, is féidir le floscanna ian níos airde agus teochtaí oibriúcháin níos airde béim a chur ar an scannán, as a dtagann díghrádú tapa. Agus Pemwe á oibriú ag dlús ard reatha, ba cheart cothromaíocht a bhreithniú idir éifeachtúlacht, aschur agus an saol. Baineann PEMWES nua-aimseartha úsáid as córais rialaithe ardleibhéil a dhéanann an dlús reatha a bharrfheabhsú bunaithe ar shonraí fíor-ama chun an saol, an t-aschur agus an éifeachtúlacht a chothromú.