Vesinik Pem elektrolüsaator

 

Väike maht

• Suur töövoolutihedus (1,5-3A/cm²)
• Paagi südamiku paksus alla 1 m
• Libisemisele paigaldatud integreeritud lisajuhtimissüsteem

Kõrge efektiivsusega

• Alalisvoolutarve alla 4,3 kWh/Nm³
• Soojusefektiivsus üle 75%
• Eelistatud rahvusvahelise juhtiva taseme PEM-membraanelektroodid
•  

 

1. Tööparameetrite täiustatud stabiilsus

1.1 Püsiv töörõhk:Elektrolüsaator säilitab stabiilse töörõhu 3.0 MPa, tagades vesiniku ühtlase tootmise sellel rõhutasemel. See kohandatavus vastab erinevatele töönõuetele ja vähendab täiendava survestamise vajadust, vähendades sellega kaasnevaid kulusid.

1.2 Optimaalne töötemperatuur:Töötades temperatuurivahemikus 70 ± 5 kraadi, on elektrolüsaatoril erakordne stabiilsus ja kohanemisvõime, mis tagab usaldusväärse jõudluse erinevates keskkonnatingimustes.

2. Laiendatud võimsuse kõikumiste ulatus

Paindlik võimsuse reguleerimine: elektrolüsaator mahutab laia võimsuse reguleerimise vahemikku 5% kuni 110%. See lai valik võimaldab süsteemil sujuvalt töötada ka toiteallika oluliste kõikumiste ajal, tagades katkematu vesiniku tootmise.

3. Kiire käivitamise tehnoloogia

Kiire kuum- ja külmkäivitus: kiire käivitusvõimalusega elektrolüsaator minimeerib tootmise seisakuid. Külmkäivitamiseks kulub vähem kui 5 minutit, mis vähendab oluliselt tootmise stagnatsiooniperioodi. Lisaks võtab kuumkäivitus kõigest 5 sekundit, võimaldades seadmetel kiiresti optimaalse tööseisundi saavutada, suurendades seeläbi töö efektiivsust.

 

Nimi	Parameeter
Vesiniku tootmisvõimsus (Nm3/h)	200
Vesiniku tootmise tippvõimsus (Nm3/h)	240
Alalisvoolu tarbimine (kWh/Nm3)	Väiksem või võrdne 4,3
Vesiniku puhtus (enne puhastamist)	99,9% või suurem
Elektrolüsaatori korpus – L x S x K (m)	0.8x0.6x1.5
Töörõhk (MPa)	3 . 0
Töötemperatuur ( kraadi )	70±5
Ümbritsev temperatuur ( kraad )	5~40
Energiatarbimise vahemik	5-1 2 0 %
Külmkäivitusaeg (minut)	Väiksem või võrdne 5-ga
Kuum algusaeg (teine)	5
Kasutusiga (aasta)	Suurem või võrdne 5-ga
Elektrolüüt	H2O
Eraldusüksus
Nominaalne hapniku töötlemise võimsus	100 nm juures3/h
Hapniku puhtus (nimetatud töötingimused)	>99.8%(0.2 MPa);>98,5% (3 MPa)
Hapniku väljalasketemperatuur (kraad)	70±5
Puhastusüksus
Vesiniku puhtus (pärast puhastamist)	99,999% või suurem
Vesiniku kastepunkt	-70 kraadi
Vesiniku väljalasketemperatuur	Tavaline temperatuur

 

 

PEM-elektrolüsaatorite struktuur ja põhimõtted

Sissejuhatus

(1) PEM-i veeelektrolüsaatoris kasutatakse prootonivahetusmembraani, et isoleerida gaas mõlemal pool elektroodi, et ületada leeliselise elektrolüüsi vesiniku tootmismembraanide puudused gaasi läbilaskvuse osas.

(2) Peamised seadmed hõlmavad PEM-elektrolüsaatorit ja BOP-i;

(3) See mudel maksab praegustes tingimustes rohkem;

 

PEMWE tutvustus

PEM-i veeelektrolüsaatoris kasutatakse elektrolüüdina tahket prootonvahetusmembraani (PEM) ja reagendina puhast vett. Tänu vesiniku madalale läbilaskvusele on PEM elektrolüüsil võimalik toota kõrge puhtusastmega vesinikku, mis nõuab ainult veeauru eemaldamist, mille protsess on lihtne ja ohutu. Elektrolüsaator on konstrueeritud nullvahega struktuuris, millel on väiksem oomiline takistus, mis parandab oluliselt elektrolüüsiprotsessi üldist efektiivsust kompaktsemas suuruses. See toetab laiemat rõhuregulatsiooni ulatust, vesiniku väljundrõhuga kuni MPa-klassini, mis on kohandatav taastuvenergia kiiresti muutuva sisendiga.

 

1. PEM-elektrolüsaatorite põhimõtted

Sarnaselt kütuseelemendiga koosneb seda tüüpi elektrolüsaator membraanielektroodidest, plaatidest ja gaasi difusioonikihtidest. PEM-elektrolüsaatori anood töötab väga happelises keskkonnas (pH≈2) ja elektrolüüsipingel 1,4–2.0 V, milles enamik mitteväärismetalle korrodeerub ja võib ühineda sulfonaadiioonidega. PEM, vähendades seega PEM-i prootonijuhtivusvõimet.

 

2. Katalüsaatorid

PEM-elektrolüsaatorite elektrokatalüsaatorite uurimine keskendub peamiselt väärismetallidele/oksiididele, nagu Ir ja Ru, ning nendel põhinevatele kahe- ja kolmekomponentsetele sulamitele/segaoksiididele ning kandjatena titaanipõhistele katalüsaatoritele. Praegu on iriidiumkatalüsaatorite koormus anoodil ligikaudu 1 mg/cm2 ja Pt/C-põhiste katalüsaatorite koormus katoodil ligikaudu 0,4~0,6 mg/cm2. Itaalia uurimisrühma valmistatud Ir0.7Ru0.3Ox katalüsaator suudab saavutada elektrolüütilise elemendi pinge 3,2 A·cm–2@1,85 V, kui Ir-koormus on 1,5 mg/cm2. Gineri uurimisrühma valmistatud Ir0.38/WxTi1-xO2 katalüsaator saavutab elektrolüütilise elemendi pinge 2 A cm-2@1,75 V, kui Ir-koormus on 0 0,4 mg/cm2 ja Ir-sisaldus on vaid 1/5 traditsioonilistest elektroodidest. Plaatinarühma katalüsaatorite kogukoormust membraanelektroodidel tuleks vähendada väärtuseni 0,125 mg/cm2.

Ru-l on parem sisemine OER-i katalüütiline aktiivsus kui Ir-il, kuid Ru on vähem stabiilne. Ru legeerimine Iriga võib parandada katalüsaatorite aktiivsust ja stabiilsust. Hiina Teaduste Akadeemia Daliani Keemilise Füüsika Instituudi poolt valmistatud Ir{{0}}.6Sn0.4 katalüsaator suudab elektrolüüsi täistestis saavutada 2 A cm–2@1,82 V. IrSn moodustab stabiilse tahke lahuse struktuuri ja Sn-ga legeerimisprotsess parandab Iri hajutatavust, aidates seega vähendada Ir-koormust.

Ameerika Ühendriikide riiklik taastuvenergia laboratoorium ja Giner on ühiselt välja töötanud mitmesuguseid metall-orgaanilisi katalüsaatoreid (MOF), mis maksavad vaid 1/2{5}} traditsioonilistest katalüsaatoritest. Kui Co-MOFG-O katalüsaator on 0,01 A/cm2, on ülepotentsiaal 1,644 V (vs. RHE), mis ületab poolrakkude lagunemistestis traditsioonilisi Ir-katalüsaatoreid, kusjuures tuleb teha täiselemendi testid.

 

3. PEM- ja membraanelektroodid

PEM-elektrolüüsiseadmetes kõige laialdasemalt kasutatavad membraanid on Nafion (DuPont), Dow membraan (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) ja Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan). Keemiline) ja teised. Gineri poolt välja töötatud DSMTM membraani on toodetud suures mahus, mis on Nafionist parem mehaaniliste omaduste, õhukese, stabiilsete mõõtmete poolest võimsuse kõikumisel, käivitamisel ja seiskamisel ning parema jõudluse poolest tegelikes elektrolüüsielementides. Kodumaised PEM-tooted on proovijärgus.

 

PEM vee elektrolüüsi anood peaks olema happelise keskkonna ja suure potentsiaaliga korrosioonikindel, millel peaks olema korralik augu struktuur, et gaas ja vesi läbi saaksid. PEM-i veeelektrolüüsi piiratud reaktsioonitingimuste tõttu ei saa PEM-kütuseelementides tavaliselt kasutatavaid membraanelektroodimaterjale (nt süsinikmaterjale) kasutada vee elektrolüüsi anoodiks. 3M on välja töötanud nanostruktureeritud õhukese kile (NSTF) elektroodi, mis kasutab vastavalt anoodil ja katoodil Ir- ja Pt-katalüsaatoreid. Ir ja Pt koormus on 0,25 mg/cm2. See elektrood võib stabiilselt töötada happelises keskkonnas ja kõrge potentsiaaliga tingimustes. Selle vardataoline massiivi struktuur pinnal parandab katalüsaatorite pinnale hajutatavust. Proton kasutab katalüsaatorite aglomeratsiooni vähendamiseks otsest pihustussadestamise meetodit, mille tulemusena sadestatakse Pt/C ja Ir 0,1 mg/cm2 ja Ir O2 0,1 mg/cm2 Nafion117 membraan. Ühe elektrolüütielemendi jõudlus on sarnane tavaliste suure katalüsaatorikoormusega elektrolüütiliste elementide omaga (1,8 A cm–2@2V), mis võivad töötada stabiilselt 500 tundi 2,3 V juures.

 

SANY vesinikuenergia montaaži töötuba

Ekspansiivne töökoda on 216 meetri pikkune ja 72 meetri laiune ning kolme eraldiseisva tsooniga, mille kogupindala on ligikaudu 15 000 ruutmeetrit. Tsoon A on pühendatud meie eelseisvale masinatöötlemisliinile, mille avamine on kavas 2024. aastal. B-tsoonis asub meie vesiniku tankimisjaama koosteliin, mille aastane võimsus on 20 vesiniku tankimisjaama komplekti. Samal ajal asub tsoonis C meie vesiniku tootmise seadmete montaažiliin, mis suudab igal aastal toota 2 GW leeliselise vee elektrolüsaatoreid. Kogu selle tootmisliini ehitamine algas 2023. aasta jaanuaris ja viidi kiiresti lõpule, näidates nii SANY paindlikkust kui ka meie võimekust seadmete valmistamisel.

1. Keevitusrobotite tööjaam

Keevitusroboti tööjaam, mis on kavandatud saadavuseks 2023. aasta septembris, on SANY Robotics R&D meeskonna verstapost. See uuenduslik jaam integreerib sõrestiku lahtipakkimise süsteemi, robotkäitlussüsteemi, laserkeevitussüsteemi, visuaalse tuvastamise süsteemi ja bipolaarse plaadi ümberpööramise süsteemi. Iga 5 minuti järel keevitatakse bipolaarne plaat elektroodvõrguga sujuvalt, millele järgneb selle kiire ülekandmine konveierile. See täielikult automatiseeritud protsess, alates söötmisest kuni keevitamiseni, mitte ainult ei suurenda tõhusust, vaid ka standardiseerib toiminguid, minimeerides bipolaarsete plaatide kattekihtide kahjustamist käsitsemise ja pöörlemise ajal, tõstes seeläbi toote kvaliteeti.

 

2. Ümarate tahvelarvutite punktkeevitus

Punktkeevituse kasutamine ümmarguse tableti fikseerimiseks ületab mitmes võtmeaspektis traditsioonilised liimimismeetodid. Esiteks kõrvaldab see eraldumisprobleemid, nagu on täheldatud liimipõhiste meetodite puhul, mis on tundlikud leeliselahuse sulamise ja koorumise suhtes elektrolüüsi töö ajal, mis võib kahjustada jõudlust. Teiseks tagab see turvalise fikseerimise, vähendades kokkupanekul nihkumise või kukkumise ohtu. Lõpuks suurendab see tõhusust, välistades traditsiooniliste liimimismeetoditega seotud kuivamisaja, muutes seeläbi monteerimisprotsessi sujuvamaks.

 

3. PPS-i eraldaja CNC-lõikur

2. 022. augustil kasutusele võetud A6-2525 automaatne PPS-i separaatorlõikur pakub efektiivset tööala 2500 mm × 2500 mm. Tänu infrapuna positsioneerimisele, ülitäpsetele lineaarsetele juhtsiinidele ja hammasratastele saavutab see lõikur lõiketäpsuse vahemikus ± 0,5 mm. Varustatud 12,5 KW ventilaatoriga vaakum-adsorptsiooni jaoks, tagab ühtlase lõikamise, lamendades separaatori. Automaatne etteandeseade hõlbustab mehitamata söötmist ja lõikamist, kuna lamestatud eraldaja edastab sujuvalt lõikejaama.

 

4. Elektroodlaseriga keevitusprotsess

Alates 2. 022. detsembrist töötav automaatne elektroodlaserkeevitusseade on varustatud PLC-juhtimisega ja ühilduvusega elektroodidega vahemikus 1000 kuni 2500 mm. Kasutades tugevat 1500 W või suuremat pidevat laserkeevitusseadet, tagab see täpse keevituse minimaalse Z-telje ebatasasusega. Pöördlaud, mis nihkub Z-teljel vähem kui 0,5 mm, säilitab keevitamise ajal fookuskauguse konsistentsi. Pressiploki kaarekujuline disain kindlustab osad täielikult, samas kui prooviprogrammeerimine võimaldab õõnesprofiilide automaatset vahelejätmist keevitamise ajal. Laserkeevitus täitetraadiga tagab ± 0,5 mm täpsuse, andes ühtlased, õrnad ja siledad, särava valge pinnaviimistlusega keevisõmblused.

Kuum tags: vesinik-pem-elektrolüsaator, Hiina vesinik-pem-elektrolüsaatorite tootjad, tarnijad, tehas