Teadmised

Home/Teadmised/Üksikasjad

Paagutatud poorse titaanplaadi disain PEMWE jaoks

Titaanpulbri paagutatud plaate kasutatakse tavaliselt katood- ja anoodelektroodidena vee elektrolüüsielementides vesiniku tootmiseks, elektrienergia muundamiseks keemiliseks energiaks, vee elektrolüüsi soodustamiseks ning vesiniku ja hapniku tootmiseks.

Titaanpulbriga paagutatud plaatide vajalik arv sõltub elektrolüüsielemendi konstruktsioonist ja konkreetsetest kasutustingimustest. Siin on ligikaudne hindamismeetod:

proton-exchange-membrane

Eeldades, et vesiniku tootmiskiirus on 1 kuupmeeter tunnis, standardtingimustel temperatuuril 273,15 K ja rõhul 101,325 kPa, on toodetava vesiniku mass ligikaudu 0,08988 kg.

Vesiniku molaarmassi põhjal sisaldab 1 kuupmeeter vesinikku 4,481 mooli vesinikku.

Katoodelektroodi puhul, lähtudes reaktsioonist 2H2O pluss 2e- → H2 pluss 2OH-, vajab iga vesiniku molekul redutseerimisreaktsioonis osalemiseks 2 elektroni. Seetõttu on 1 mooli vesiniku tootmiseks vaja 2*6,02×10^23 elektroni, mis võrdub 1,204×10^24 elektroniga.

Eeldades, et elektrolüüsielemendi tööpinge on 3 V ja elektrolüüsi efektiivsus on 80 protsenti, on tunnis nõutav laeng:

Q = 1.204×10^24 × 3 V × 3600 s/h / 0.8 = 6.96×10^29 C/h

Praktilistes rakendustes tuleb arvesse võtta elektroodi eluiga, elektroodi pindala ja elektrolüüsielemendi konstruktsiooniparameetreid. Näiteks tavaline 300 W elektrolüüsielement vajab tavaliselt mitut ruutmeetrit titaanipulbrist paagutatud plaate katood- ja anoodelektroodidena ning elektroodide konkreetne arv sõltub elektrolüüsielemendi konstruktsioonist ja töötingimustest.