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陽子交換膜 (PEM) 水電解器は,水を水素と酸素ガスに分割する電気化学的プロセスを用いた装置である.いくつかの主要な成分から構成される.エレクトロライト膜を含む2つの電極 (アノードとカソード) と触媒
PEM水電解液器で使用される電解質膜は,典型的には,電子の通過を阻害しながら,プロトン (H+イオン) の伝導を選択的に可能にする固体ポリマー材料である.この膜は,アンードとカソードコンパートメントの間の障壁として機能水素と酸素の混合を防止する.
アノードとカソードは,通常,炭素繊維や炭素紙などの多孔材料で作られ,電気化学反応が起こるための大きな表面積を提供します.一般的にプラチナまたは他の貴金属をベースとする反応を容易にするため,電極表面に塗装されます.
解電過程では,電解器に電流が加えられ,水分子 (H2O) が2つの主要な反応を経験する.
アノードで: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
アノードの水分子は電子を失い,酸素ガス (O2) を生成し,陽子 (H+) を放出する.
カソード: 4H+ + 4e- → 2H2
アノードからの陽子がカソドの電子と結合し,水素ガス (H2) を生成する.
総じてPEM水電解器は,膜を通過する陽子の伝導と電極での触媒反応を利用して水を水素と酸素ガスに分離することを可能にします発電された水素ガスは,燃料電池,エネルギー貯蔵,輸送,産業プロセスなど様々な用途で清潔で再生可能なエネルギー源として使用できます.
PEM水電解機は,迅速な応答時間,コンパクトなサイズ,高効率により特に魅力的です.比較的低温 (通常は100°C以下) で動作し,水素生産率を需要に応えるように迅速に調整できますこれらの特性により,PEM水電解器は,清潔で持続可能なエネルギー媒体の水素の使用を進めるための有望な技術となっています.
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