チタンはPEM電解装置に使用されている

プロトン交換膜 (PEM) 電解装置におけるチタンの応用は、主にその優れた耐腐食性、機械的強度、および電気伝導性により重要です。PEM 電解装置におけるチタンの具体的な用途と利点は次のとおりです。

アノード

• 材料の選択:チタンは耐食性に優れているため、陽極基板として使用され、特に強い酸化環境に適しています。
• 表面処理：陽極表面は通常、電気触媒の性能と耐久性を向上させるために貴金属酸化物（酸化ルテニウム、酸化イリジウムなど）でコーティングされています。これらのコーティングにより、陽極は効率的な電気触媒反応能力を持ち、耐用年数が延長されます。
• 利点: 

1. 耐腐食性:チタンは酸性・酸化環境において優れた耐食性を示し、電解質による電極材料の腐食を防ぎます。
2. 高い機械的強度:高電流密度と長時間の稼働に耐えることができます。

陰極

• 材料の選択:チタンはプラチナやその他の貴金属触媒でコーティングされたカソード基板としても使用されます。
• 利点:

1. 耐腐食性:陰極環境はより還元的ですが、チタンは依然として優れた耐食性を示します。
2. 触媒活性:プラチナ触媒により、チタンカソードは水素を非常に効率的に生成します。

関数

• 電気導電性:バイポーラプレートには高い電気伝導性が求められますが、チタンは導電層（カーボンやその他の導電性材料など）をコーティングすることでこのニーズを満たすことができます。
• 体液分布:バイポーラプレートは、反応ガス（水とその結果生じる水素と酸素）を均等に分配するための流路を備えて設計されています。
• 構造サポート:電解セルの安定性と気密性を確保するために必要な機械的サポートとシーリングを提供します。

利点

• 耐腐食性: チタンは酸性、アルカリ性、塩素化環境に対して優れた耐腐食性を備えています。
• 軽量: 密度が低いため、電解装置全体の構造が軽量になります。
• 機械的強度: チタンの高強度により、バイポーラプレートは動作圧力と機械的ストレスに耐えることができます。
• 長寿命：耐久性に優れ、メンテナンスや交換の頻度を減らします。

サポート構造と継手

• サポート構造:電解装置のサポートフレームやその他の構造部品の製造にはチタンが使用され、システム全体の安定性と耐久性を確保しています。
• コネクタ:チタン製のボルトとファスナーは電解セルのコンポーネントを組み立てて結合するために使用され、信頼性の高い機械的結合を実現します。

1. 水素製造のための水電気分解：

• PEM電解装置では、チタンの陽極と陰極にプラチナやイリジウムなどの触媒がコーティングされており、水分解による水素生成の効率と耐久性が大幅に向上します。

2. 塩素アルカリ産業:

• チタン電極は、塩素ガスと水酸化ナトリウムを生成する塩溶液の電気分解に使用される塩素アルカリ産業の電解セルで広く使用されており、優れた耐腐食性と長寿命を示します。

3. エネルギー貯蔵と変換:

• チタンバイポーラプレートは、水素燃料電池の電流収集と反応ガス分配のための燃料電池システムに使用されます。

PEM 電解装置にチタンを使用すると、装置の性能と耐久性が大幅に向上します。優れた耐腐食性、高い機械的強度、軽量特性により、電解セルの電極、バイポーラ プレート、その他の重要なコンポーネントに最適な素材です。チタン素材は高価ですが、効率的な水素製造における重要な役割により、産業およびエネルギー用途で大きな可能性を秘めています。技術の進歩と生産規模の拡大により、PEM 電解装置へのチタンの適用はより広範囲におよび経済的に実現可能になります。