废除chloralkali膜的过程

一个新的3 d打印流电解电池开发在瑞士可以从水产生氢气和氧气,和商品从卤水化学物质,没有膜。membrane-less架构的系统是一个重要的进步而言,输出,和一步可再生电力过剩的直接转换成有用的化学物质。

电解涉及通过电流通过溶剂化或熔融离子化合物诱导化学反应在电极。这是一个成熟的技术在化学工业;两个值得注意的例子是水分裂和盐水电解生产氯气和氢氧化钠、两个重要的化工原料,被称为chloralkali过程。

商业上,这些过程发生在细胞除以一个膜。膜使设备使用高压力和电流密度,减少成本,和身体分离的产品,这样他们就可以被收集在高纯度。然而,膜降低随着时间的推移,导致电池效率的损失,最终失败。

穆罕默德Hashemi瑞士联邦理工学院洛桑是一个团队的一部分,一直致力于废除膜在一段时间内,他们开发了一种微流体membrane-less电解槽早在2015年。他们的新3 d印刷电解槽使得从微观millifluidic规模。一个精心设计的通道控制电解液的流动,把泡沫电极形成的。然后每个电极分开收集。更广泛的渠道导致37-fold增加吞吐量2015微流控电解槽水分裂。他们还使用的新设备chloralkali过程——这是第一次用membrane-less反应堆。

chloralkali过程是更复杂的比水分裂因为有更多的物种,”Hashemi解释道。我们必须小心限制氢氧根离子的迁移从阴极到阳极以及产品交叉。

Hashemi技术非常乐观:“消除薄膜可以显著降低成本,鼓励可再生能源的采用了这个行业。他说电解槽可以用来存储间歇式可再生能源以化学键的形式生产过剩时期。

李·克罗宁已经开发了水分解设备英国格拉斯哥大学在他的实验室。他认为这个新设备是一种很有前途的发展:“他们显示设备可以由3 d打印技术,扩大规模,同时探讨了泡沫动力学。这将是有趣的,看看这些设备可以编号,部署在真实的应用程序,以及如何使用膜的设备与系统的生命周期。

这是下一步Hashemi和他的同事们,解决工程的挑战如何这些单元合并成一个更大的并行系统实际应用。