پی ای ایم الیکٹرولائزر کارکردگی پر پانی کے معیار کا اثر

قابل تجدید توانائی کے ذرائع میں ، توانائی کے ذخیرہ کرنے والے میڈیم کی حیثیت سے اس کی صلاحیت کی وجہ سے الیکٹرولیسس کے ذریعہ ہائیڈروجن کی پیداوار بہت امید افزا ہے۔پروٹون ایکسچینج جھلی (PEM)اعلی کارکردگی ، بڑی موجودہ کثافت ، کم درجہ حرارت کی حد ، اور تیز ردعمل کی رفتار جیسے فوائد کی وجہ سے الیکٹرولیسس کے ذریعہ ہائیڈروجن کی پیداوار کے لئے مرکزی دھارے میں شامل ایک ٹیکنالوجیز ہے۔ ہائیڈروجن کی تیاری کے بارے میں زیادہ تر تحقیقPEM الیکٹرولیسسPEM الیکٹرولیسس کے ذریعہ ہائیڈروجن پروڈکشن کے مظاہرے ، نئے کیٹالسٹس کی ترقی ، اور نئے کی ترقی پر توجہ مرکوز کرتی ہےپروٹون ایکسچینج جھلیالیکٹرولائٹس۔ تاہم ، نظام اور فیڈ واٹر کی اصلاح ایک چیلنج بنی ہوئی ہے۔ لہذا ، یہ مطالعہ توانائی کے استعمال پر پانی کے معیار کے اثر کی تحقیقات کرتا ہےPEM الیکٹرولائزرز، کل تحلیل ٹھوس (ٹی ڈی ایس) ، واٹر پییچ ، اور چالکتا پر توجہ مرکوز (یقینا ، یہ تینوں عوامل اکثر ایک دوسرے کو متاثر کرتے ہیں)۔

کی کارکردگی اور توانائی کی کھپتPEM الیکٹرولائزرزبااثر پانی کے معیار پر انحصار کریں۔ اس مطالعے نے پانی کی خصوصیات کو متاثر کرنے والے تین پیرامیٹرز کی توثیق کی: پییچ (3 ، 7 ، 9) ، کل تحلیل سالڈ (ٹی ڈی ایس) (300 پی پی ایم ، 600 پی پی ایم ، 900 پی پی پی ایم) ، اور چالکتا (چالکتا: 30 ایم ایس/سینٹی میٹر ، 70 ایم ایس/سینٹی میٹر ، 100 ایم ایس/سینٹی میٹر) کو سمجھنے اور بہتر بنانے کے لئے ہائڈرووجن پیدا کرنے کے عمل کو بہتر بنانے کے ل.PEM الیکٹرولائزرز. نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ تیار کردہ ہائیڈروجن کی مقدار پییچ ، کل تحلیل ٹھوس ، اور چالکتا سے نمایاں طور پر متاثر ہوئی تھی ، اور ہر متغیر کی زیادہ سے زیادہ سطح کا تعین وسیع پیمانے پر جانچ کے ذریعے کیا گیا تھا۔

پی ای ایم الیکٹرولائزرز کا کام کرنے والا اصول یہ ہے کہ وہ اپنے متعلقہ الیکٹروڈ پر آکسیجن اور ہائیڈروجن میں الیکٹرو کیمیکل طور پر پانی کو الگ کردیں۔ چونکہ پانی ہائیڈروجن پیدا کرنے کا ذریعہ ہے ، لہذا اس کا معیار الیکٹرویلیسس کے عمل کے نتائج کو متاثر کرسکتا ہے۔ پانی کی خصوصیات جو PEM الیکٹرولائزرز کی کارکردگی کو متاثر کرسکتی ہیں ان میں پییچ ، کل تحلیل سالڈ (ٹی ڈی ایس) ، اور چالکتا شامل ہیں۔ مثال کے طور پر ، الیکٹرولائٹ کی پییچ ویلیو ہائیڈروجن کی پیداوار اور PEM الیکٹروائزر کی توانائی کی کھپت کو متاثر کرتی ہے۔ ایک کم پییچ قیمت آکسیجن میں کمی کے رد عمل (آکسیجن ارتقاء کے رد عمل: OER) کی صلاحیت کو کم کرسکتی ہے ، اس طرح توانائی کی کھپت کو کم کرتا ہے ، لیکن جھلی کے انحطاط کا مسئلہ ہے۔ ایک اور اہم عنصر چالکتا ہے ، کم چالکتا مجموعی صلاحیت کو بھی کم کرے گی ، اس طرح مطلوبہ توانائی کو کم کردے گا ، اور اعلی چالکتا بھی جھلی کو نقصان پہنچائے گا۔ ہائیڈروجن اور آکسیجن میں کمی کے رد عمل کے مابین فعال حد سے زیادہ پییچ پر ایک غیر متناسب اور منحصر تقسیم بھی ہے۔ لہذا ، پی ای ایم الیکٹرولائزر کی کارکردگی میں بہتری کو یقینی بنانے کے لئے پییچ ویلیو ، ٹی ڈی ایس ویلیو اور چالکتا کو بہتر بنانا ضروری ہے۔ امریکن سوسائٹی فار ٹیسٹنگ اینڈ میٹریلز (اے ایس ٹی ایم) نے مشورہ دیا ہے کہ تجارتی پی ای ایم الیکٹرولائزرز ٹائپ آئی ڈیئنائزڈ پانی کا استعمال کرتے ہیں ، یعنی پانی 50 پی پی بی سے کم کے کل نامیاتی کاربن مواد ، 1 ایم سی ایم سے زیادہ کی مزاحمتی ، اور ایک سوڈیم اور کلورائد مواد 5µg/L سے کم ہے۔ تاہم ، پانی کے تقریبا all تمام وسائل ناپاک ہیں ، جس کا مطلب ہے کہ PEM الیکٹرویلائزرز کے لئے پانی کی تطہیر کے لئے اضافی اخراجات کی ضرورت ہوتی ہے۔ فوٹو وولٹک سیل کی کارکردگی پر ٹی ڈی ایس کے اثر سے متعلق ایک مطالعے سے یہ ظاہر ہوا ہے کہ پانی کی ٹی ڈی ایس کی سطح (0-2000PPM) جتنی زیادہ بہتر پیداوار ہے ، جبکہ جب ٹی ڈی ایس کی سطح صفر پر گر گئی تو اس میں کوئی پیداوار نہیں تھی۔ اسی طرح ، مصنوعی ندی کے پانی (نرم پانی) کا استعمال کرتے ہوئے ایک مطالعہ کے نتائج کو ایک PEM الیکٹرولائزر کے الیکٹرویلیٹ کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے کہ کیلشیم اور میگنیشیم آئن حراستی میں اضافے کی وجہ سے الیکٹرویلائزر کی کارکردگی میں کمی واقع ہوئی ہے۔ PEM الیکٹرولائزر کی سیل کی کارکردگی اور مکینیکل زندگی کو کم کردیا گیا۔

1. گیس کی پیداوار اور الیکٹرولائزر توانائی کی کھپت پر پییچ ویلیو کا اثر

1.1. گیس کی پیداوار پر پییچ ویلیو کا اثر

جیسے جیسے الیکٹرولائٹ کی پییچ ویلیو تبدیل ہوتی ہے ، ہائیڈروجن اور آکسیجن کی مقدار بھی تبدیل ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن اور آکسیجن کی مقدار اور وقت اور پییچ ویلیو کی مقدار کے درمیان فنکشن کا رشتہ ، پییچ ویلیو 3 سے 11 میں باقاعدہ وقفوں پر تبدیل ہوتا ہے۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ ابتدائی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پییچ کی قیمت 3 سے 7 تک بڑھتی ہی ہائیڈروجن اور آکسیجن کی مقدار میں کمی واقع ہوتی ہے ، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ غیر جانبدار پییچ میں الیکٹرولیسس کا عمل سست ہوسکتا ہے۔ حیرت کی بات یہ ہے کہ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ 11 کے پییچ میں ہائیڈروجن اور آکسیجن کی پیداوار میں نمایاں اضافہ ہوا ہے ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ پانی کے نمونے کی الکلیٹی ہائیڈروجن اور آکسیجن کی تیاری میں معاون ثابت ہوسکتی ہے۔

1.2 توانائی کی کھپت پر پییچ کا اثر

الیکٹرولائٹ کا پییچ نظام کی توانائی کی کھپت کو متاثر کرتا ہے۔ پییچ الیکٹرولائٹ کی چالکتا کو متاثر کرتا ہے ، جو بدلے میں الیکٹرولیسس کے عمل کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ عام طور پر ، PEM الیکٹرولائزرز کے لئے زیادہ سے زیادہ پییچ رینج 7 اور 9 کے درمیان ہے۔ پییچ جتنا زیادہ ، الیکٹرویلیٹ اتنا ہی زیادہ تیز تر ہوتا ہے ، جو الیکٹرولیسس کے عمل کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم ، اگر پییچ بہت زیادہ ہے تو ، الیکٹرولائزر میں جھلی کو نقصان پہنچا جاسکتا ہے ، جس کے نتیجے میں کارکردگی میں کمی اور توانائی کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے۔ دوسری طرف ، اگر پییچ بہت کم ہے تو ، الیکٹرولائٹ کی چالکتا کم ہوسکتی ہے ، جس کے نتیجے میں کارکردگی میں کمی اور توانائی کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ ، بہت کم پییچ جھلی کو خشک ہونے کا سبب بن سکتا ہے ، جو کارکردگی کو کم کرسکتا ہے اور توانائی کی کھپت میں بھی اضافہ کرسکتا ہے۔ پی ای ایم الیکٹرولائزر کی توانائی کی کھپت کم پییچ اقدار پر بڑھتی ہے۔ 8 کے پییچ میں ، توانائی کی کھپت سب سے کم ہے ، 45 کلو واٹ/ایم 3 ایچ 2 پر۔ جیسے جیسے پییچ کی قیمت میں اضافہ ہوتا ہے یا کم ہوتا ہے ، توانائی کی کھپت میں اضافہ ہونا شروع ہوتا ہے۔

2. گیس کی پیداوار اور توانائی کی کھپت پر کل تحلیل سالڈ (ٹی ڈی ایس) کا اثر

2.1. گیس کی پیداوار پر ٹی ڈی ایس کا اثر

جب تین مختلف ٹی ڈی ایس حراستی کا جائزہ لیتے ہو تو ، 300 پی پی ایم ایک کم حراستی ہے ، 600 پی پی ایم ایک درمیانے حراستی ہے ، اور 900 پی پی ایم ایک اعلی حراستی ہے۔ نتائج دیگر مطالعات کے مطابق ہیں۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے ٹی ڈی ایس حراستی میں اضافہ ہوتا ہے ، ہائیڈروجن اور آکسیجن کی پیداوار بڑھ جاتی ہے ، جو ہائیڈروجن کی تشکیل کے لئے ایک اتپریرک ہوسکتی ہے۔ یہ نتیجہ اخذ کیا جاسکتا ہے کہ پانی سے ہائیڈروجن کی پیداوار زیادہ ٹی ڈی ایس کی سطح پر زیادہ سازگار ہے ، جبکہ پیداوار کم حراستی پر محدود ہے ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ صفر ٹی ڈی ایس کی سطح پر کوئی ہائیڈروجن تیار نہیں کیا جاسکتا ہے۔

2.2 توانائی کی کھپت پر ٹی ڈی ایس کا اثر

کل تحلیل شدہ سالڈ (ٹی ڈی ایس) پروٹون ایکسچینج جھلی (پی ای ایم) الیکٹرولائزرز کی توانائی کی کھپت پر نمایاں اثر ڈالتا ہے۔ ٹی ڈی ایس سے مراد پانی میں تحلیل ہونے والے تمام غیر نامیاتی اور نامیاتی مادوں کی حراستی ہے۔ جب یہ مادے الیکٹرولائزر میں استعمال ہونے والے پانی میں موجود ہوتے ہیں تو ، وہ الیکٹرویلیزر کی کارکردگی اور کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔ پانی میں ٹی ڈی ایس پانی کی چالکتا کو بڑھاتا ہے ، جس کی وجہ سے الیکٹرولیسس کے لئے درکار الیکٹرولائٹک سیل وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے۔ سیل وولٹیج میں اضافے سے الیکٹرولیزر کی توانائی کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ ، ٹی ڈی ایس الیکٹروڈ اور جھلیوں کی پیمائش کا سبب بن سکتی ہے ، جو الیکٹرولائزر کی کارکردگی کو کم کرتی ہے اور توانائی کی کھپت میں مزید اضافہ کرتی ہے۔ توانائی کی کھپت پر ٹی ڈی ایس کے اثرات کو کم کرنے کے ل it ، یہ یقینی بنانا ضروری ہے کہ PEM الیکٹرولائزر میں استعمال ہونے والا پانی اعلی طہارت اور کم ٹی ڈی ایس حراستی کا ہو۔ پانی کے علاج معالجے کی ٹیکنالوجیز جیسے ریورس اوسموسس اور ڈیونائزیشن کو پانی سے ٹی ڈی کو دور کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ، اس طرح پی ای ایم الیکٹرویلائزرز کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے اور ان کی توانائی کی کھپت کو کم کیا جاسکتا ہے۔

3. گیس کی پیداوار پر چالکتا کا اثر

PEM الیکٹرولائزرز کی توانائی کی کھپت کو متاثر کرنے والا ایک اور کلیدی عنصر چالکتا ہے۔ انوڈ او ای آر کے ل required مطلوبہ ضرورت سے زیادہ ضرورت کو کم کرنے سے توانائی کی طلب کو کم کیا جاسکتا ہے ، جو اس حقیقت سے ظاہر ہوتا ہے کہ اعلی چالکتا کی اقدار کا مطلب بھی الیکٹرولائٹ حل میں اعلی آئن کی تعداد کا مطلب ہے۔ تاہم ، اعلی چالکتا بھی جھلی کے خراب ہونے کا امکان بڑھاتا ہے اور پمپنگ کے لئے درکار توانائی میں اضافہ کرتا ہے۔ ہائیڈروجن کی تیاری کا انحصار بڑی حد تک چالکتا پر ہے ، اور متعدد مطالعات سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ چالکتا کو بڑھانے کے لئے مختلف حلوں کا استعمال کرکے ، مختلف ترسیل کو حاصل کیا جاسکتا ہے ، اس طرح ہائیڈروجن کی پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے۔

4. PEM الیکٹرولائزر توانائی کی کھپت پر پانی کی مختلف خصوصیات کا اثر

سمندری پانی ، اچھی طرح سے پانی ، اور ڈیونائزڈ پانی تین مختلف قسم کے پانی ہیں جو پروٹون ایکسچینج جھلی (PEM) الیکٹرویلیزر کی توانائی کی ضروریات کو متاثر کرسکتے ہیں۔ سمندری پانی میں تحلیل نمک ، معدنیات اور دیگر آلودگیوں کی ایک بڑی مقدار ہوتی ہے۔ چونکہ یہ آلودگی پانی کی چالکتا کو بڑھاتی ہیں ، لہذا الیکٹرولیزر کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ چونکہ مزاحمت پر قابو پانے کے لئے مزید توانائی کی ضرورت ہے ، لہذا الیکٹرولیسس کا عمل سست ہوجاتا ہے۔ مطلوبہ موجودہ فراہم کرنے کے ل a ، ایک اعلی وولٹیج کی ضرورت ہے ، جس سے توانائی کے استعمال میں مجموعی طور پر اضافہ بھی ہوتا ہے۔ سمندری پانی کے مقابلے میں تحلیل نمکیات اور آلودگیوں میں عام طور پر پانی بہت کم ہوتا ہے۔ معدنیات اور دیگر مادے جو الیکٹرولیسس میں مداخلت کرسکتے ہیں وہ اب بھی موجود ہوسکتے ہیں۔ ٹھیک ہے کہ کس طرح اچھی طرح سے پانی کی تشکیل توانائی کے استعمال کو متاثر کرتی ہے اب بھی کسی حد تک غیر یقینی ہے۔ اچھی طرح سے پانی کے علاج کے لئے درکار توانائی عام طور پر سمندری پانی یا ڈیونائزڈ پانی کے علاج کے لئے درکار توانائی سے کم ہوتی ہے۔ ڈیونائزڈ پانی وہ پانی ہے جس میں معدنی آئنوں کو ڈیونائزیشن کے عمل کے ذریعے ہٹا دیا گیا ہے۔ اسے ڈیونائزڈ پانی اور آست پانی بھی کہا جاتا ہے۔ ڈیونائزڈ پانی میں سمندری پانی اور کنویں پانی سے کہیں کم چالکتا ہے۔ لہذا ، الیکٹرولیسس کے عمل کے دوران اس کی کم مزاحمت ہوتی ہے اور اسی موجودہ کو پیدا کرنے کے لئے کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ پی ای ایم الیکٹرولائزرز میں ڈیونائزڈ پانی کا استعمال توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ ڈیونائزڈ پانی میں ناقص چالکتا ہے ، جس سے توانائی کو بچانے میں مدد مل سکتی ہے ، لیکن اس میں الیکٹرویلائزر میں الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے ل required کوئی آئن نہیں ہے۔ پانی کے معیار کے تقاضوں پر PEM الیکٹرولائزر سسٹم کے مخصوص ڈیزائن اور آپریشن کی بنیاد پر احتیاط سے غور کیا جانا چاہئے ، کیونکہ یہ آئن الیکٹروائزر اجزاء کی کارکردگی اور زندگی کو برقرار رکھنے کے لئے اہم ہیں۔

مختصرا. ، PEM واٹر الیکٹرولیسس میں ، ہم عام طور پر خود الیکٹرولائزر پر زیادہ توجہ دیتے ہیں اور BOP کی اہمیت کو نظرانداز کرتے ہیں۔ بہت سے لوگ یہ بھی سوچتے ہیں کہ PEM کی BOP الکلائن سے کہیں زیادہ آسان ہے۔ در حقیقت ، اگرچہ پی ای ایم کو الکلائن جیسے بڑے گیس مائع علیحدگی کے نظام کی ضرورت نہیں ہے ، لیکن خالص پانی کے معیار کا انتظام کرنا بھی بہت ضروری ہے۔ خالص پانی کے معیار کا انتظام نہ صرف موثر آپریشن کو یقینی بناتا ہے بلکہ خدمت کی زندگی کو بڑھانے میں بھی مدد کرتا ہے۔