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用于碱性水电解的隔离件制造技术

技术编号:40504982 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-01 13:19
用于碱电解的隔离件(1),其包括多孔载体(100)和在该多孔载体上提供的多孔层(200),其特征在于该隔离件的孔隙的至少25体积百分比用水填充。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及用于碱性水电解的隔离件,并涉及其制造方法。


技术介绍

0、专利技术背景

1、如今,氢用于若干工业过程,例如其在化学工业中作为原材料和在冶金工业中作为还原剂的用途。氢是用于制造氨(并因此制造肥料)和甲醇(其用于许多聚合物的制造中)的基本结构单元。其中氢用于中间油产物的加工的炼油厂是用途的另一领域。

2、氢还被认为是重要的未来能量载体,这意味着它可以以可用形式储存和输送能量。通过与氧气的放热燃烧反应释放能量,从而形成水。在此类燃烧反应期间,不排放含有碳的温室气体。

3、为了实现低碳社会,利用自然能源例如太阳光和风能的可再生能源变得越来越重要。

4、来自风能和太阳能生产系统的电力生产在很大程度上取决于天气条件,并因此是可变化的,这导致电力需求和供应的不平衡。为了储存剩余的电力,所谓的能转气技术近年来吸引了很大的兴趣,其中,电能用来产生气态燃料,例如氢气。随着来自可再生能源的电力生产将增加,对生产的能量的储存和运输的需求也将增加。

5、碱性水电解是一种重要的制造方法,其中,电可以转化为氢。

6、在碱性水电解池中,使用所谓的隔离件或隔膜来分隔不同极性的电极,以防止这些电子导电部件(电极)之间的短路,并通过避免气体交叉来防止氢(在阴极处形成)和氧(在阳极处形成)的再结合。在发挥所有这些功能的同时,隔离件还应当是用于将氢氧基离子从阴极传输到阳极的高度离子导体。

7、隔离件通常包括多孔载体。这样的多孔载体增强了隔离件,有利于操作隔离件和将隔离件引入电解器中,如ep-a232923(hydrogen systems)中所公开。

8、ep-a 1776490(vito)公开了制备增强的隔离件的方法。该方法产生具有对称特性的膜。该方法包括以下的步骤:提供作为网幅的多孔载体和合适的涂料溶液(dopesolution),以垂直位置引导该网幅,用涂料溶液同等地涂覆该网幅的两侧以产生网幅涂覆的载体,并对该涂料涂覆的网幅应用对称表面孔隙形成步骤和对称凝固步骤以产生增强的膜。

9、wo2009/147084和wo2009/147086(agfa gevaert和vito)公开了生产如ep-a1776490中所述的具有对称特性的增强的膜的制造方法。

10、隔离件的物理损坏可导致电解期间的各种问题,例如离子电导率的降低或hto和oth的升高。

11、因此,存在对于具有改善的物理/机械性质的隔离件的需要。


技术实现思路

0、专利技术概述

1、本专利技术的一个目的是提供隔离件,其具有改进的机械/物理性质,例如更高的抗龟裂性、更低的脆性和更大的柔韧性,以及碱性水电解中所用的电解质的改善的润湿性。

2、该目的利用如权利要求1中所限定的隔离件来实现。

3、本专利技术的另一目的是提供制备这样的隔离件的方法。

4、本专利技术的另外的目的将从下文描述中变得显而易见。

5、附图概述

6、图1示意性显示了根据本专利技术的隔离件的一个实施方案。

7、图2示意性显示了根据本专利技术的隔离件的另一实施方案。

8、图3示意性显示了隔离件的厚度方向上的孔隙直径分布的一些实例。

9、图4示意性显示了如图2中所示的隔离件的制造方法的一个实施方案。

10、图5示意性显示了如图2中所示的隔离件的制造方法的另一实施方案。

11、图6示意性显示了用于评估隔离件的机械性质的z折叠。

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【技术保护点】

1.一种用于碱电解的隔离件(1),其包括多孔载体(100)和在所述多孔载体上提供的多孔层(200),其特征在于所述隔离件的孔隙的至少25体积百分比用水填充。

2.根据权利要求1所述的隔离件,其中所述隔离件的孔隙的至少40体积百分比用水填充。

3.根据权利要求1或2所述的隔离件,其中所述隔离件包括在所述多孔载体的一侧上提供的第一多孔层(250)和在所述多孔载体的另一侧上提供的第二多孔层(250’)。

4.根据权利要求3所述的隔离件,其中所述第一多孔层和所述第二多孔层是相同的。

5.根据前述权利要求任一项所述的隔离件,其中所述多孔层包含聚合物树脂和亲水性无机粒子。

6.根据权利要求5所述的隔离件,其中所述聚合物树脂选自聚砜、聚醚砜和聚苯硫醚。

7.根据权利要求5或6所述的隔离件,其中所述亲水性无机粒子选自氧化锆、氢氧化锆、氧化镁、氢氧化镁、氧化钛、氢氧化钛和硫酸钡。

8.根据权利要求7所述的隔离件,其中所述亲水性无机粒子具有0.7μm或更低的粒度D50。

9.根据前述权利要求任一项所述的隔离件,其中所述隔离件的厚度(t2)为75至500μm。

10.根据前述权利要求任一项所述的隔离件,其中所述隔离件的厚度(t2)为100至250μm。

11.根据前述权利要求任一项所述的隔离件,其中所述多孔载体是选自聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)织物的聚合物织物。

12.根据前述权利要求任一项所述的隔离件,其中所述多孔载体具有350μm或更低的厚度(t1)。

13.根据前述权利要求任一项所述的隔离件,其中所述多孔载体具有100μm或更低的厚度(t1)。

14.一种包装,其包括如前述权利要求中任一项中所限定的隔离件和包装材料,其中所述包装材料的水蒸气透过率(WVTR)小于1g/m2/24小时。

15.根据权利要求14所述的包装,其还包括两个隔离件之间的隔页。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于碱电解的隔离件(1),其包括多孔载体(100)和在所述多孔载体上提供的多孔层(200),其特征在于所述隔离件的孔隙的至少25体积百分比用水填充。

2.根据权利要求1所述的隔离件,其中所述隔离件的孔隙的至少40体积百分比用水填充。

3.根据权利要求1或2所述的隔离件,其中所述隔离件包括在所述多孔载体的一侧上提供的第一多孔层(250)和在所述多孔载体的另一侧上提供的第二多孔层(250’)。

4.根据权利要求3所述的隔离件,其中所述第一多孔层和所述第二多孔层是相同的。

5.根据前述权利要求任一项所述的隔离件,其中所述多孔层包含聚合物树脂和亲水性无机粒子。

6.根据权利要求5所述的隔离件,其中所述聚合物树脂选自聚砜、聚醚砜和聚苯硫醚。

7.根据权利要求5或6所述的隔离件,其中所述亲水性无机粒子选自氧化锆、氢氧化锆、氧化镁、氢氧化镁、氧化钛、氢氧化钛和硫酸钡。

8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·维尔瓦斯特W·穆厄斯C·图迪斯科
申请(专利权)人:爱克发格法特公司
类型:发明
国别省市:

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