PEM ہائیڈروجن پروڈکشن الیکٹرولائزر کی تشکیل اور کام کرنے کا اصول

پروٹون ایکسچینج جھلی (PEM) واٹر الیکٹرولیسسٹکنالوجی کے کم ڈی سی بجلی کی کھپت ، اعلی موجودہ کثافت ، چھوٹے الیکٹرولائزر حجم ، اعلی آپریٹنگ پریشر اور تفریق دباؤ آپریشن ، وسیع بجلی کی ایڈجسٹمنٹ رینج وغیرہ کے فوائد ہیں۔ اس میں ہوا کی طاقت اور فوٹو وولٹائک پاور کے لئے بڑے اتار چڑھاو کے ساتھ اچھی موافقت ہے ، اور حالیہ برسوں میں تیزی سے ترقی ہوئی ہے۔

The پیم الیکٹروائزرPEM واٹر الیکٹرولیسس ہائیڈروجن پروڈکشن ڈیوائس کا بنیادی حصہ ہے۔ اس کے اہم اجزاء میں کمپریشن پلیٹیں ، بائپولر پلیٹیں ، گیس بازی پرتیں ، انوڈس اور کیتھوڈس شامل ہیں اورجھلی الیکٹروڈ اسمبلیاں（MEA）. PEM الیکٹرولائزر میں اجزاء کے مواد اور افعال کو سمجھنے سے ، ہم اس جدید ٹیکنالوجی اور صاف توانائی کے شعبے میں اس کے کردار کے بارے میں اپنی تفہیم کو گہرا کرسکتے ہیں۔

کی تشکیلپیم الیکٹروائزر

اوپر سے نیچے تک PEM الیکٹروائزر کے اجزاء کے نام یہ ہیں:

بولٹ ، کمپریشن پلیٹ ، موصلیت کی پرت ،بائپولر پلیٹ، موصلیت ربڑ کی انگوٹھی ، ٹائٹینیم میش (2 پرتیں) ،ٹائٹینیم نے محسوس کیا، جھلی الیکٹروڈ ، ٹائٹینیم فیلٹ ، ٹائٹینیم میش (2 پرتیں) ، موصلیت ربڑ کی انگوٹھی ، الیکٹروڈ پلیٹ ، موصلیت کی پرت ، کمپریشن پلیٹ

1. کمپریشن پلیٹ

کمپریشن پلیٹ ایلومینیم کھوٹ سے بنی ہے اور پورے الیکٹرولیزر کو ٹھیک کرنے کے لئے استعمال ہوتی ہے۔

2. انولیشن ربڑ کی انگوٹھی

پریشر پلیٹ کے نیچے اگلا ایک موصلیت ربڑ کی انگوٹھی ہے ، جس میں موصلیت اور سگ ماہی کی خصوصیات ہیں۔

3. بائپولر پلیٹ (بی پی پی)

بائپولر پلیٹ (بی پی پی) ایک فلیٹ جداکار ہے (دھات کی میش یا اسکرین ٹکڑے ٹکڑے کے ساتھ یا موٹی دھات کے جداکار کے ساتھ اینچڈ فلو فیلڈ چینلز کے ساتھ) سیریز میں ایک سے زیادہ الیکٹرویلیٹک سیل یونٹوں کو اسٹیک کرکے بجلی کی فراہمی وولٹیج سے ملنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ملحقہ اکائیوں کو الگ کریں اور الیکٹرانک رابطے بنائیں۔ اس میں کم مزاحمت اور اعلی مکینیکل اور کیمیائی استحکام ، سیال کی تقسیم اور اعلی تھرمل چالکتا کی ضرورت ہے ، کیونکہ یہ گرمی کی منتقلی کو فروغ دینے میں بھی مدد کرتا ہے۔

ٹائٹینیم کو عام طور پر ایک جدید ترین مواد سمجھا جاتا ہے کیونکہ اس کی عمدہ طاقت ، کم مزاحمتی ، اعلی تھرمل چالکتا ، اور کم ہائیڈروجن پارگمیتا کی وجہ سے۔ تاہم ، ٹائٹینیم سنکنرن کے لئے حساس ہے ، خاص طور پر انوڈ کی طرف ، جہاں صلاحیت 2V سے زیادہ ہوسکتی ہے ، جس کے نتیجے میں سطح آکسائڈ جمع ہوجاتا ہے ، جس سے رابطے کی مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے اور تھرمل چالکتا کو کم کیا جاتا ہے۔ اس سے بچنے کے لئے ، سطح کی مزاحمت کو کم کرنے کے لئے ایک پتلی پلاٹینم کوٹنگ کا اطلاق کیا جاسکتا ہے۔

4. سیلیکون رنگ

یہ ایک سلیکون کی انگوٹھی ہے جس میں سگ ماہی اور سیال ٹرانسپورٹ کی خصوصیات ہیں۔

5. گاس بازی پرت (جی ڈی ایل)

گیس بازی کی پرت ، یا موجودہ کلکٹر جی ڈی ایل یا پی ٹی ایل ، ایم ای اے اور بی پی پی کے مابین الیکٹرانک کنڈکٹر کی حیثیت سے کام کرتی ہے ، جس سے الیکٹروڈ اور بی پی پی کے مابین مائع اور گیس کی موثر بڑے پیمانے پر منتقلی کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

انوڈ میں ، مائع پانی کو بی پی پی کے چینلز سے موجودہ کلکٹر کے ذریعہ جھلی پر کیٹیلسٹ پرت تک پہنچایا جاتا ہے ، جہاں پانی آکسیجن اور پروٹون میں گل جاتا ہے ، اور یہاں پیدا ہونے والی آکسیجن موجودہ کلکٹر کے ذریعہ مخالف سمت میں بہاؤ چینل میں پھیلی ہوتی ہے۔

کیتھوڈ میں ، مائع پانی اور ہائیڈروجن کو موجودہ کلکٹر کے ذریعہ جھلی سے بی پی پی کے چینلز تک پہنچایا جاتا ہے۔ الیکٹران انوڈ کی طرف کیٹیلسٹ پرت سے شروع ہوتے ہیں ، موجودہ کلکٹر اور بی پی پی سے گزرتے ہیں ، اور پھر کیتھوڈ کی طرف پہنچ جاتے ہیں۔ PEM الیکٹرولائزرز میں ، دوسرے مواد کو استعمال کرنا چاہئے کیونکہ انوڈ کی صلاحیت کاربن کے مواد کو آکسائڈائز کرنے کے لئے کافی زیادہ ہے۔ ٹائٹینیم عام طور پر انوڈ موجودہ کلکٹر کا انتخاب ہوتا ہے۔

6. میمبرن الیکٹروڈ اسمبلی (MEA)

ایم ای اے ایک پروٹون کنڈکٹنگ جھلی پر مشتمل ہے ، جو انوڈ اور کیتھوڈ دونوں اطراف میں غیر محفوظ الیکٹروکاٹیلیسٹ پرتوں کے ساتھ لیپت ہے۔ یہ الیکٹرولائزر کا بنیادی جزو ہے۔ پانی کو الیکٹرک کرنٹ کی کارروائی کے تحت گیس ہائیڈروجن اور آکسیجن میں گل جاتا ہے۔ انوڈ میں ، پانی کو آکسیجن اور پروٹون میں آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد ہائیڈریٹڈ پروٹون کیتھوڈ میں منتقل ہوجاتے ہیں۔ الیکٹران بیرونی سرکٹ کے ذریعے کیتھوڈ میں بہتے ہیں۔

کیتھوڈ میں ، پروٹونز الیکٹران حاصل کرتے ہیں اور ہائیڈروجن کی تشکیل میں کم ہوجاتے ہیں۔ آئریڈیم آکسائڈ عام طور پر PEM واٹر الیکٹرولیسس میں جدید ترین کاتالسٹ سمجھا جاتا ہے۔ واحد منتقلی آکسائڈز میں ، RUO2 میں سب سے زیادہ OER سرگرمی ہے ، لیکن الیکٹرولائزر کے حالات میں غیر مستحکم ہے۔ IRO2 RUO2 کے مقابلے میں قدرے کم فعال ہے ، لیکن اس میں اعلی سنکنرن مزاحمت کا فائدہ ہے۔

پی ای ایم الیکٹرولیزر کا ورکنگ اصول

پانی پانی کے inlet سے دوئبرووی پلیٹ میں داخل ہوتا ہے ، پھر گیس کے بازی پرت میں داخل ہوتا ہے ، اور آخر کار پروٹون ایکسچینج جھلی میں داخل ہوتا ہے۔ موجودہ اور وولٹیج کو داخل کرکے ، پانی کو پروٹون H+ اور دو O2- میں الیکٹروڈ کے پروٹون ایکسچینج جھلی سے رابطہ کرکے سڑ لیا جاتا ہے۔ O2- الیکٹرانوں کو کھو دیتا ہے۔

کھوئے ہوئے الیکٹران سرکٹ کے ذریعے کیتھوڈ تک پہنچ جاتے ہیں ، اور ایچ+ پروٹون جھلی کے ذریعے کیتھوڈ تک پہنچ جاتا ہے ، جہاں یہ الیکٹرانوں کے ساتھ مل کر H2 تشکیل دیتا ہے۔

انوڈ آکسیجن تیار کرتا ہے اور کیتھڈ ہائیڈروجن پیدا کرتا ہے۔ انوڈ پر تیار کردہ آکسیجن انوڈ ٹیوب کے ذریعے آؤٹ پٹ ہے ، جبکہ کیتھڈ پر تیار کردہ ہائیڈروجن کیتھوڈ ٹیوب کے ذریعے آؤٹ پٹ ہوتا ہے ، اور پھر گیس بنانے کے لئے واٹر گیس جداکار تک جاتا ہے۔