SPE水电解进行H/D同位素分离

【摘要】：将固体聚合物电解质(SPE)水电解技术应用于H/D同位素分离,考察了电极材料、电流密度和温度对分离系数(α)的影响。在40℃、90×10-3A/cm2条件下,得到IrRu/Nafion117/PbAg、IrRu/Nafion117/TiNi3、IrRu/Nafion117/Ni和C/Nafion112/Pt-TiO2三合一电极(MEA)的H/D分离系数α分别为4.49、3.48、3.14和4.53。对IrRu/Nafion117/PbAg电极研究结果为:电流密度分别为90×10-3、150×10-3和300×10-3A/cm2,40℃时分离系数α分别为4.49、4.65、5.46,60℃时分别为3.76、4.11、4.38;温度分别为40、60和70℃,电流密度为90×10-3A/cm2条件下,分离系数α分别为4.49、3.76、3.53,lnα~103/T的拟合直线为lnα=0.816×(103/T)-1.112。在40~70℃范围内反应的活化能-ΔHa约为6 778 J/mol。结果表明,分离系数α随电流密度增加而增大,随温度升高而减小。此外,分析了Nafion膜中在H/D传输的同位素效应。 【作者单位】： 表面物理与化学国家重点实验室 表面物理与化学国家重点实验室 表面物理与化学国家重点实验室 表面物理与化学国家重点实验室 表面物理与化学国家重点实验室
【关键词】： 固体聚合物电解质 水电解 电催化剂 氢同位素 分离
【基金】：中国工程物理研究院科学技术基金资助项目(20060864)
【分类号】：X703
【正文快照】： 电解法是目前国外正在应用的处理含氚废水较为有效的方法之一,主要有碱性电解槽和固体聚合物电解质(SPE)电解槽。人们对碱性电解槽分离氢同位素进行了较多的研究[1~5],而SPE水电解槽较传统的碱性电解槽具有体积更小、电流密度与电解效率更高、气体纯度更高、使用寿命更长、系

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