1. झिल्ली की भूमिका
झिल्लीमेंइलेक्ट्रोलाइटिक हाइड्रोजन उत्पादनउपकरण तीन कार्य करते हैं: वे इलेक्ट्रोलाइट में आयनों (जैसे हाइड्रॉक्साइड या हाइड्रोजन आयन) को संचारित करते हैं, इलेक्ट्रोड के बीच हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के क्रॉसओवर या प्रवेश को रोकते हैं, और इलेक्ट्रोड के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को रोकने के लिए इन्सुलेशन प्रदान करते हैं (इस प्रकार चालकता को रोकते हैं)।
वर्तमान में, आयन संचरण और गैस अवरोधक गुणों पर महत्वपूर्ण ध्यान दिया जाता है, लेकिन इन्सुलेशन को अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है। झिल्लियों में चालकता से उच्च धारा घनत्व और कम प्रतिरोध होता है, जिसके परिणामस्वरूप विस्फोट होता है; इस प्रकार, प्रवाहकीय झिल्ली गैस क्रॉसओवर की तुलना में अधिक खतरा पैदा करती है।
2. झिल्लियों का विकास
झिल्ली सामग्री में ऐतिहासिक विकल्पों में एस्बेस्टस झिल्ली और पॉलीफेनिलीन सल्फाइड झिल्ली शामिल हैं।
3. इलेक्ट्रोलाइटिक सेल दुर्घटनाओं और झिल्लियों के बीच संबंध
झिल्लियों की चालकता दुर्घटनाओं का एक प्रमुख कारण है
घरेलू बाज़ार में झिल्लियों की गुणवत्ता व्यापक रूप से भिन्न होती है। चालकता के संदर्भ में, झिल्ली अलग-अलग प्रतिरोध प्रदर्शित करती है, जिसमें इन्सुलेशन झिल्ली योग्यता के लिए मानक है। कुछ निर्माता चालकता बढ़ाने के लिए झिल्ली प्रतिरोध को कम करते हैं, जो सीधे इलेक्ट्रोलाइटिक सेल विस्फोट का कारण बनता है। झिल्लियों में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कई तरीकों से प्रकट हो सकता है:
कम झिल्ली प्रतिरोध के परिणामस्वरूप आकर्षक परिचालन पैरामीटर और न्यूनतम ऊर्जा खपत होती है (4.0 से नीचे, यहां तक कि 3.7 के आसपास भी)।
आकर्षक डेटा के बावजूद, हाइड्रोजन का उत्पादन सैद्धांतिक मूल्यों से काफी कम है, क्योंकि अधिकांश ऊर्जा गर्मी में परिवर्तित हो जाती है, जिससे झिल्ली गर्मी पैदा करने वाला घटक बन जाती है। झिल्लियों से ऊष्मा का उत्पादन दो बिंदुओं से होता है:
पॉलीफेनिलीन सल्फाइड झिल्ली की तैयारी के दौरान, अन्य प्रकार के फाइबर पेश किए जाते हैं जिनमें कम ढांकता हुआ स्थिरांक और कुछ इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण क्षमताएं होती हैं।
झिल्लियों के संशोधन से ऐसे पदार्थ शामिल हो सकते हैं जो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करते हैं, जैसे पॉलीफेनिलीन सल्फाइड में सल्फर परमाणु, या धातु आयन या सर्फेक्टेंट जैसी अशुद्धियाँ।
पतलाझिल्लीबड़े छिद्रों के साथ
बड़े छिद्रों वाली पतली झिल्लियाँ पृथक इलेक्ट्रोड सामग्रियों के जमाव और प्रवेश के प्रति संवेदनशील होती हैं, जिससे चालकता उत्पन्न होती है। कुछ निर्माता उत्पादन करते हैंझिल्लीफाइबर या यार्न में अत्यधिक बड़े अंतराल के साथ, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक छिद्र वितरण (5-20 माइक्रोन) और अपर्याप्त मोटाई होती है। इलेक्ट्रोलाइट में धातु के कण (जैसे निकल) जमा हो जाते हैं और झिल्ली में घुस जाते हैं, जिससे अंततः यह प्रवाहकीय हो जाता है। पृथक इलेक्ट्रोडों से चालकता को रोकने के लिए, झिल्लियों में होना चाहिए:
धातु कण घुसपैठ को रोकने के लिए पर्याप्त मोटाई।
छोटे छिद्र आकार, आदर्श रूप से 8-10 माइक्रोन से कम, अधिमानतः एक बहुपरत संरचना के साथ।
तापमान, संक्षारण और यांत्रिक क्षति के प्रति खराब प्रतिरोध
बाजार विभिन्न प्रकार की झिल्लियाँ प्रदान करता है, लेकिन विनिर्माण प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए, पॉलीफेनिलीन सल्फाइड फाइबर को अक्सर अन्य संरचनात्मक फाइबर के साथ मिलाया जाता है (जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक क्षार हानि और कम तापमान प्रतिरोध होता है)। झिल्ली प्रतिरोध और फाइबर मोड़ को कम करने से यांत्रिक स्थायित्व से भी समझौता हो सकता है। हाइड्रोफिलिसिटी बढ़ाने के अनुचित तरीकों से समस्याएं पैदा हो सकती हैं। अवलोकन योग्य झिल्ली विशेषताओं में शामिल हैं:
उच्च सिकुड़न दर.
क्षार हानि में वृद्धि.
बाहरी ताकतों के बाद गैस की जकड़न में कमी।
इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं के भीतर का ऑपरेटिंग वातावरण बाहरी परिस्थितियों की तुलना में अधिक विनाशकारी हो सकता है, जिसके लिए ऐसी झिल्लियों की आवश्यकता होती है जो तनाव, झुकने और संपीड़न के प्रति प्रतिरोधी हों, जबकि कुछ तनाव स्तरों के तहत भी प्रदर्शन बनाए रखें।
