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为什么SPE氢氧分离电解富氢水杯质子膜技术只适合去离子水?

2019-04-02 17:02:50 wu 1515

目前网络上各种SPE质子膜氢氧分离电解富氢水杯,却大胆宣称不挑水质。

即便应用在工业和燃料电池也是要去离子水的。

这不很奇怪吗?

(一)历史背景

SPE电解水制氢技术 ,其全称为固体聚合物电解质电解水制氢技术 SPE是美国联合技术公司汉米尔顿标准部的一个注册商标 ,全文为(Solid Polymer Electrolyte),即固体聚合物电解质。SPE膜电极的核心是电催化剂直接附于膜上形成“金属+SPE”复合膜电极结构,以离子膜固体电解质取代液体电解质,具有产物容易分离,能抑制副反应,气相反应物直接与电极相接触而大大加速反应物的传质速度等优点,使SPE技术融反应与分离为一体,既有很高的能量效率又能简化电池的结构,故广泛应用于氢、甲醇燃料电池,水电解,电有机合成,二氧化碳电还原,臭氧生产,电化学氢泵或氧泵以及传感器的制作。

它是美国通用电气公司于 20世纪 50年代后期开始发展起来的,60年代初首次成功的应用于双子星宇宙飞船的燃料电池上。70年代初,开始将其应用于电解水制氢方面,目前为世界各国制氢行业所应用

(2)SPE质子膜氢氧分离电解富氢水杯真的不挑水质?

目前网络上各种SPE质子膜,民用饮水却大胆宣称不挑水质。即便工业和燃料电池也是要去离子水的。这不很奇怪吗?

先看看SPE膜的技术原理图。


这个图的前提是去离子水中,且只有氢质子。如果水里存在金属离子,那就是另外一回事了。

目前大量研究结果表明:各种金属离子在Nafion膜(全氟磺酸质子交换膜)内与磺酸基团 比质子(正氢离子)具有更强的亲和能力。金属离子与膜内的氢离子(氢质子)交换,替代了氢离子,使膜的性能下降。


总结:由于SPE膜电极组件及集电器上的催化物质(铂系金属)的毒化敏感性高,易被其它一些金属离子毒化,降低活性。考虑到这些离子对SPE槽性能的影响,可在装置中添加在线去离子器净水装置。或者使用2次蒸馏水、去离子水;家用纯净水勉强凑合用吧。

       以上分析了对阴极的影响。   另外一个问题——是否和传统电解一样,存在遇到硬水消耗金属阳极的影响;导致金属阳极氧化消耗的风险;还需根据不同情况对待分析。

    但目前看,如果只是不纯和非常薄的铂金涂层,铂金涂层被杂质金属离子毒化下降后,这种结论是显而易见的。硬水、尤其超高硬水区域,这种风险明显大大增强了。

  所以说SPE质子膜电解富氢水杯,不挑水质的说法是不科学的和不负责的。



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