Tréscaoilteacht hidrigine agus trasnú seicní leictrealú uisce alcaileach

Tagraíonn an téarma tréscaoilteacht hidrigine go sonrach do thréscaoilteacht hidrigine tríd an scannán trí mheicníochtaí idirleata agus comhiompair. Tá idirleathadh á thiomáint ag tiúchan nó difríocht brú, agus tá an comhiompar á thiomáint ag an grádán brú uisce idir an anóid agus an catóid.

Is príomhfhachtóir é tréscaoilteacht hidrigine a théann i bhfeidhm arleictrilítí alcaileachtáirgeadh hidrigine

▪ Is iondúil go sainmhínítear flosc tréscaoilte mar an ráta sreafa toirte tríd an scannán alcaileach in aghaidh an aonaid aonaid in aghaidh an aonaid ama, i cm³/cm² · s. Ós rud é go n -athraíonn toirt an gháis le brú agus teocht, tá flosc molar (i mol/cm²) níos praiticiúla in úsáid.

▪ Is é an chomhéifeacht tréscaoilteachta hidrigine nó tréscaoilteacht go simplí flosc tréscaoilte tríd an scannán in aghaidh an fhórsa tiomána aonaid agus in aghaidh tiús membrane aonaid. Is é an fórsa tiomána an difríocht brú ar an tiús membrane (barra/cm), mar sin is é an t-aonad tréscaoilteachta hidrigine ná mol · cm-1 · s-1 · bar-1.

Is téarma praiticiúil é trasnú hidrigine a thagraíonn do thréscaoilteacht fhoriomlán hidrigine tríd an scannán atá á thiomáint ag na meicníochtaí iompair go léir a d'fhéadfadh a bheith ann (lena n -áirítear idirleathadh, comhiompar, agus frithsheasmhacht leictreamaighnéadach), amhail hidrigin tuaslagtha agus ian hiodrocsaíde tuaslagtha.

Is iondúil go gcuirtear trasnú hidrigine in iúl mar dhlús reatha choibhéiseach (IH2crossover, MA/cm²), a bhfuil na haonaid chéanna aige leis an ráta táirgthe hidrigine agus ocsaigine saleictrilítí alcaileach.

Ós rud é go mbraitheann an dlús reatha crossover H2 go príomha ar an difríocht brú, méadaíonn an t -ábhar H2 nuair a bhíonn anLeictriméaraoibrítear é ag ualach páirt.

An raon inghlactha le haghaidh oibriú páirteach alcaileach tionsclaíochleictrilíteoirí uisceIs iondúil go mbíonn 10-40% den ualach rátáilte. Taispeánann an figiúr thíos an gaol idir dlús reatha agus íonacht gháis le linn 1 lá d'fheidhmiú leictrilítí alcaileach atá á gcumhachtú ag fuinneamh gréine.

Ag brú atmaisféarach agus 80 ° C, is iad an teorainn pléasctha íochtarach (LEL) agus an teorainn pléasctha uachtair (UEL) de mheascáin H2/O2 3.8 mol% agus 95.4 mol% H2, faoi seach. Cuirtear eisíontais ghásacha (hidrigin agus crossover ocsaigine) i leith na gcosán tréscaoilteachta den chuid is mó, ar féidir iad a roinnt ina dhá chonair: idirleathadh agus meicníochtaí maise comhiomlána.

Tréscaoilteacht gháis mar fheidhm de dhlús reatha in oibríocht leictrealú gréine 1 lá (24 Meitheamh, 1993) Ten-kWleictrilítí alcaileach: 20 ceall (cealla) le seicní polysulfone-bhunaithe mar scannán alcaileach.

Tarlaíonn oll -aistriú comhuaineach mar gheall ar scaipeadh leictrilít sáithithe ar fud an leictrilítir agus an BOP. Tar éis na céimeanna leacht agus gáis a dheighilt, tá an Catholyte a chaitear sáithithe le H2, agus tá an anolyte a chaitear sáithithe le O2.

Mar chúiteamh ar na difríochtaí i dtiúchan leictrilít alcaileach de bharr na bhfrithghníomhartha leictreoidí, déantar na leictrilítí sáithithe gáis a mheascadh agus ansin déantar iad a phumpáil go haonfhoirmeach ar ais go dtí an catóid agus anóid. Mar thoradh ar na timthriallta leanúnacha seo tá sáithiú foriomlán an leictrilít le H2 agus O2, rud a fhágann go bhfuil meascadh gáis ag mais chomhiomlána dosheachanta. Is féidir leis an bpatrún sonrach de chúrsaíocht leictrilít alcaileach an meascadh gáis a rialú go páirteach trí mhais chomhiomlánaithe a aistriú.

Is é an mheicníocht mhais-aistrithe idirleata ná leictrilít alcaileach atá sáithithe ag gáis a iompar tríd an scannán póiriúil atá á thiomáint ag an difríocht brú idir an catóid agus anóid.

Is féidir an dlús flosc tréscaoilte hidrigine molar (mol · s-1 · cm-2) de bharr an difríocht bhrú iomlán (barra) ar fud an tiús membrane D (cm) a chur in iúl leis an gcothromóid seo a leanas:

An ráta tréscaoilte gáis H2.

Is ionann K agus tréscaoilteacht leictrilít (cm²), a chinntear go príomha ag meánmhéid pore an scannáin. η is é an slaodacht leictrilít (barra · s), SH2 tuaslagthacht gáis H2 sa leictrilít (mol · m-3 · bar-1), agus Is é an brú páirteach H2 ar an taobh catóide (barra).

Taispeánann na cothromóidí seo go bhfuil tionchar ag na hairíonna membrane, tréscaoilteacht leictrilít (k), agus tiús deighilteora d. Is é meánmhéid pore an tsraith Zirfon UTP 500 ná 150Nm, a bhfuiltear ag súil go gceadóidh sé leictrilít sáithithe gáis chun dul i bhfód ar an scannán, rud a fhágann go mbeidh tréscaoilteacht gáis níos lú ná idéalach ann. Is féidir le forbairt diaphragms le méideanna pore níos lú aistriú maise idirleata a laghdú.

De réir mar a mhéadaíonn an brú oibriúcháin, méadaíonn iompar leictrilítí sáithithe gáis tríd an scairt freisin toisc go méadaíonn an difríocht brú iomlán agus tuaslagthacht an gháis H2 sa leictrilít. Dá bhrí sin, tá an raon páirteach de chórais alcaileacha brúite (40%-100%) níos cúinge ná an raon córais brú íseal (20%-100%).

Achoimre:

Crossover hidrigine: Bíonn tionchar aige go príomha ar éifeachtúlacht táirgthe hidrigine agus ar éifeachtúlacht fuinnimh an leictrilítir. Laghdaíonn crossover hidrigine dian aschur hidrigine agus méadaíonn sé ídiú fuinnimh.

Tréscaoilteacht hidrigine: Téann sé i bhfeidhm go díreach ar tháirgeadh agus ar shábháilteacht hidrigine leictrilítir. Eascraíonn dramhaíl hidrigine, éifeachtúlacht táirgthe hidrigine níos ísle, agus damáiste féideartha don scannán le himeacht ama mar thoradh ar thréscaoilteacht ard.