1. Peranan Membran
Membrandalampenghasilan hidrogen elektrolitikperanti mempunyai tiga fungsi: ia menghantar ion (seperti hidroksida atau ion hidrogen) dalam elektrolit, menghalang silang atau penembusan hidrogen dan oksigen antara elektrod, dan menyediakan penebat untuk menghalang pemindahan elektron antara elektrod (dengan itu menghalang kekonduksian).
Pada masa ini, terdapat tumpuan yang ketara pada penghantaran ion dan sifat penghalang gas, tetapi penebat sering diabaikan. Kekonduksian dalam membran membawa kepada ketumpatan arus yang tinggi dan rintangan yang rendah, mengakibatkan letupan; oleh itu, membran konduktif menimbulkan bahaya yang lebih besar daripada silang silang gas.
2. Perkembangan Membran
Pilihan sejarah dalam bahan membran termasuk membran asbestos dan membran polifenilena sulfida.
3. Hubungan Antara Kemalangan Sel Elektrolitik dan Membran
Kekonduksian Membran sebagai Punca Utama Kemalangan
Kualiti membran dalam pasaran domestik berbeza-beza secara meluas. Dari segi kekonduksian, membran mempamerkan rintangan yang berbeza, dengan membran penebat menjadi standard untuk kelayakan. Sesetengah pengeluar menurunkan rintangan membran untuk meningkatkan kekonduksian, yang secara langsung menyebabkan letupan sel elektrolitik. Pemindahan elektron dalam membran boleh nyata dalam beberapa cara:
Rintangan membran yang rendah menghasilkan parameter operasi yang menarik dan penggunaan tenaga yang minimum (di bawah 4.0, malah sekitar 3.7).
Walaupun data yang menarik, pengeluaran hidrogen adalah jauh di bawah nilai teori, kerana kebanyakan tenaga bertukar kepada haba, menjadikan membran sebagai komponen penjana haba. Penjanaan haba dari membran timbul dari dua titik:
Semasa penyediaan membran polifenilena sulfida, jenis gentian lain diperkenalkan yang mempunyai pemalar dielektrik rendah dan keupayaan pemindahan elektron tertentu.
Pengubahsuaian membran boleh memperkenalkan bahan yang memudahkan pemindahan elektron, seperti atom sulfur dalam polifenilena sulfida, atau bendasing seperti ion logam atau surfaktan.
NipisMembrandengan Pori Besar
Membran nipis dengan liang besar mudah terdedah kepada pemendapan dan penembusan daripada bahan elektrod tertanggal, yang membawa kepada kekonduksian. Sesetengah pengeluar menghasilkanselaputdengan jurang yang terlalu besar dalam gentian atau benang, mengakibatkan pengagihan liang yang lebih luas (5-20 mikron) dan ketebalan yang tidak mencukupi. Zarah logam (seperti nikel) dalam elektrolit terkumpul pada dan menembusi membran, akhirnya menyebabkan ia menjadi konduktif. Untuk mengelakkan kekonduksian daripada elektrod tertanggal, membran mesti mempunyai:
Ketebalan yang mencukupi untuk mengelakkan penyusupan zarah logam.
Saiz liang kecil, idealnya di bawah 8-10 mikron, sebaik-baiknya dengan struktur berbilang lapisan.
Rintangan Lemah terhadap Suhu, Kakisan dan Kerosakan Mekanikal
Pasaran menawarkan pelbagai jenis membran, tetapi untuk meningkatkan prestasi pembuatan, gentian polifenilena sulfida sering dicampur dengan gentian struktur lain (mengakibatkan kehilangan alkali yang berlebihan dan rintangan suhu rendah). Menurunkan rintangan membran dan lilitan gentian juga boleh menjejaskan ketahanan mekanikal. Kaedah yang tidak betul untuk meningkatkan hidrofilik boleh membawa kepada isu. Ciri-ciri membran yang boleh diperhatikan termasuk:
Kadar pengecutan yang tinggi.
Kehilangan alkali yang tinggi.
Mengurangkan kekedapan gas selepas daya luaran.
Persekitaran operasi dalam sel elektrolitik boleh menjadi lebih merosakkan daripada keadaan luaran, memerlukan membran yang tahan terhadap ketegangan, lenturan dan mampatan, sementara masih mengekalkan prestasi di bawah tahap tekanan tertentu.
