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一種具有毛刺結(jié)構(gòu)的電解水制氫隔膜及其制備方法與流程

文檔序號:40581299發(fā)布日期:2025-01-07 20:21閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種具有毛刺結(jié)構(gòu)的電解水制氫隔膜,其特征在于,所述隔膜由支撐絲網(wǎng)和具有毛刺結(jié)構(gòu)的復(fù)合多孔層構(gòu)成,所述支撐絲網(wǎng)位于復(fù)合多孔層中間;所述復(fù)合多孔層具有大孔徑的垂直通孔和網(wǎng)狀復(fù)合小孔,所述垂直通孔及網(wǎng)狀復(fù)合小孔均為毛刺狀孔洞;所述復(fù)合多孔層含有耐堿性聚合物、親水改性無機(jī)物和親水改性輔助劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述支撐絲網(wǎng)的材質(zhì)為聚苯硫醚或聚醚醚酮;所述支撐絲網(wǎng)由單絲編織而成,編織密度在20目~100目,單絲的直徑30~150微米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述毛刺結(jié)構(gòu)表面親水且具有毛細(xì)效應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述隔膜厚度為300~500μm;室溫下標(biāo)準(zhǔn)面電阻≤0.1ω/cm2,在電解溫度90℃、電流密度5000a/m2的測試條件下,小室電壓≤1.05v。

5.一種權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述隔膜的制備方法,其特征在于,首先根據(jù)預(yù)設(shè)配方配置鑄膜液,所述鑄膜液含有制孔劑、制孔輔助劑、有機(jī)溶劑、耐堿性聚合物、親水改性輔助劑和親水改性無機(jī)物;然后準(zhǔn)備支撐絲網(wǎng),將鑄膜液刮涂到支撐絲網(wǎng)表面,得到隔膜半成品;最后經(jīng)凝固浴固化、后處理得到隔膜成品。

6.一種權(quán)利要求5所述隔膜的制備方法,其特征在于,具體包括以下步驟:

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述制孔劑由不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮復(fù)配而成;

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述制孔輔助劑為阿拉伯膠,所述制孔輔助劑的質(zhì)量為耐堿性聚合物質(zhì)量的10~15%。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述親水改性無機(jī)物為納米氧化鋯、納米氧化鈦和納米氧化鈰中的一種或幾種;添加量為耐堿性聚合物質(zhì)量的80~120%。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述親水改性輔助劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基酰胺、油酸聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基物磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種;所述親水改性輔助劑的質(zhì)量為耐堿性聚合物質(zhì)量的15~28%。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種具有毛刺結(jié)構(gòu)的電解水制氫隔膜及其制備方法,屬于制氫隔膜技術(shù)領(lǐng)域,解決了現(xiàn)有技術(shù)中制氫隔膜面電阻高、電解電壓高、制氫過程中電能損耗大等問題中的至少一個。本發(fā)明提供了一種具有毛刺結(jié)構(gòu)的電解水制氫隔膜,所述隔膜由支撐絲網(wǎng)和具有毛刺結(jié)構(gòu)的復(fù)合多孔層構(gòu)成,所述支撐絲網(wǎng)位于復(fù)合多孔層中間;所述復(fù)合多孔層具有大孔徑的垂直通孔和網(wǎng)狀復(fù)合小孔,所述垂直通孔及網(wǎng)狀復(fù)合小孔均為毛刺狀孔洞。所述隔膜適用于常溫堿性電解水制氫,離子透過率高、面電阻低、耐壓性和氣密性良好,室溫下標(biāo)準(zhǔn)面電阻≤0.1Ω/cm<supgt;2</supgt;,在電解溫度90℃、電流密度5000A/m<supgt;2</supgt;的測試條件下,小室電壓≤1.05V,顯著降低了電解過程中的能量損耗。該隔膜也驗(yàn)證了常溫電解制氫的可行性,可有效緩解電解槽部件的熱老化。

技術(shù)研發(fā)人員:朱嘯寒,劉慶備,張林,張旭,梅鋒,王玉萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者:江蘇新視界先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/6
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