一种抗压膜电极及含其的电化学氢泵的制作方法

一种抗压膜电极及含其的电化学氢泵的制作方法本文介绍了一种抗压膜电极及制作含有该电极的电化学氢泵的方法。该电极具有高效的氢气电析性能和良好的机械强度，同时可适用于高压电解氢生产工艺，具有很好的应用前景。下面将详细介绍该电极和电化学氢泵的制作方法。抗压膜电极的制备1.材料准备电极材料：钯（Pd）粉末，碳黑，聚乙烯（PE）膜。气体和液体：H2SO4溶液、H2O2溶液、氆气（Ar）。试剂及其所使用工具：无水乙醇、超声波清洗仪、搅拌器、真空气泵、高压滤膜器。2.制备电极材料（1）制备Pd/C催化剂将Pd粉末和碳黑按质量比3:1混合均匀，然后在无水乙醇中超声处理30min，最后通过旋转蒸发干燥得到Pd/C催化剂。（2）制备电极浆料将制备好的Pd/C催化剂和无水乙醇按质量比1:25混合均匀，然后在超声波清洗仪中超声处理30min，直至获得均匀的电极浆料。3.制作电极膜（1）用超声波清洗仪将PE膜在无水乙醇中清洗30min，使其表面保持干净。（2）将电极浆料在PE膜的一面上均匀涂布，然后在常温下用搅拌器搅拌5min，烘干3h，最终得到厚度约为1.5μm的电极膜。4.膜电极的制备（1）将制备好的电极膜和氟化聚合物膜放入高压滤膜器中。（2）在氢气氛围下使用高压滤膜器加压100bar，同时通过反应室内的电极，将H2SO4溶液中的离子注入电极膜中。此时，电极上的开孔结构能够起到氢气电析的作用，同时避免电极膜的破裂。（3）在经过一定时间后，关掉电源，关闭反应室和滤膜器，从反应室内取出电极膜即可得到制备好的抗压膜电极。含有抗压膜电极的电化学氢泵制作方法1.制备电解槽（1）选用一种透明材料制备电解槽，如PMMA、PC等。将材料切成合适大小，并用两端铆钉或螺栓固定。（2）在电解槽中安装并固定制备好的抗压膜电极，并接上电力供应和测量控制系统。（3）将电解槽中的电解质和气体通道连接到储氢罐和压力容器上。2.制备氢氧化物电解质将制备好的H2SO4/H2O2溶液通过离子交换膜电解器进行离子交换，制备出纯度较高的H2O2电解质。3.氢气电析反应（1）在电解槽中持续通入氢气，并设定一定的电流密度。（2）由于抗压膜电极的开孔结构和高效的氢气电析性能，能够将氢气分解为质子，并在电极膜内部生成氢气泡。（3）质子水分解反应能够同时产生氧气，氧气泡能够在电解槽中自由漂浮或集中于电极表面，不会对抗压膜电极和电极膜产生破坏。4.氢气合成反应（1）将通过氢氧化物电解质制备好的氢气与CO2气体在电解槽内合成产生甲烷。（2）抗压膜电极在电化学合成反应中起到重要的作用，避免电极膜破坏和反应热失控的情况发生。5.应用前景含有抗压膜电极的电化学氢泵具有良好的应用前景，可适用于高压电解氢生产工艺。在工业上实现重要的应用，将彻底替代目前成熟的氢气合成法和碳热还原法，不仅成本更低，而且有更加环保的优势。同时，该技术也将为未来水分解制氢提供更好的途径，为能源领域的发展贡献力量。结论总之，本文介绍了一种抗压膜电极及其制作方法，同时介绍了含有该电极的电化学氢泵的制作过程。该电极和电