Vodikov pem elektrolizator

 

Majhen volumen

• Visoka gostota delovnega toka (1,5~3A/cm²)
• Debelina jedra rezervoarja manj kot 1 m
• Integrirani pomožni krmilni sistem, nameščen na drsniku

Visoka učinkovitost

• Poraba enosmerne energije pod 4,3 kWh/Nm³
• Toplotni izkoristek višji od 75 %
• Prednostne PEM membranske elektrode vodilne mednarodne ravni
•  

 

1. Izboljšana stabilnost operativnih parametrov

1.1 Trajni delovni tlak:Elektrolizer vzdržuje stabilen delovni tlak 3.0 MPa, kar zagotavlja dosledno proizvodnjo vodika pri tej ravni tlaka. Ta prilagodljivost skrbi za različne operativne zahteve in zmanjšuje potrebo po dodatnem tlaku, s čimer se zmanjšajo povezani stroški.

1.2 Optimalna delovna temperatura:Elektrolizer, ki deluje v temperaturnem območju 70±5 stopinj, izkazuje izjemno stabilnost in prilagodljivost ter zagotavlja zanesljivo delovanje v različnih okoljskih pogojih.

2. Razširjen obseg nihanj moči

Fleksibilna nastavitev moči: Elektrolizator omogoča širok razpon nastavitve moči od 5 % do 110 %. Ta obsežen razpon omogoča sistemu nemoteno delovanje tudi med znatnimi nihanji v oskrbi z električno energijo, kar zagotavlja nemoteno proizvodnjo vodika.

3. Tehnologija hitrega zagona

Hiter vroč in hladen zagon: z zmožnostmi hitrega zagona elektrolizator zmanjša čas izpada proizvodnje. Hladni zagoni zahtevajo manj kot 5 minut, kar znatno zmanjša obdobje stagnacije proizvodnje. Poleg tega vroči zagoni trajajo le 5 sekund, kar omogoča opremi, da hitro doseže svoje optimalne delovne pogoje, s čimer se poveča učinkovitost delovanja.

 

Ime	Parameter
Zmogljivost proizvodnje vodika (Nm3/h)	200
Najvišja zmogljivost proizvodnje vodika (Nm3/h)	240
Poraba enosmerne energije (kWh/Nm3)	Manjši ali enak 4,3
Čistost vodika (pred čiščenjem)	Večji ali enak 99,9 %
Ohišje elektrolizatorja – Š x G x V (m)	0.8x0.6x1.5
Delovni tlak (MPa)	3 . 0
Delovna temperatura (stopinja)	70±5
Temperatura okolja (stopinj)	5~40
Razpon porabe energije	5-1 2 0 %
Čas hladnega zagona (minute)	Manjše ali enako 5
Vroč začetni čas (sekunda)	5
Življenjska doba (leto)	Večje ali enako 5
elektrolit	H2O
Ločevalna enota
Nazivna zmogljivost predelave kisika	100 Nm3/h
Čistost kisika (nazivni pogoji delovanja)	>99.8%(0.2 MPa);>98,5 % (3 MPa)
Izhodna temperatura kisika (stopinja)	70±5
Enota za čiščenje
Čistost vodika (po čiščenju)	Večji ali enak 99,999 %
Točka rosišča vodika	-70 stopnja
Izhodna temperatura vodika	Navadna temperatura

 

 

Struktura in principi PEM elektrolizatorjev

Uvod

(1) Elektrolizator vode PEM uporablja membrano za izmenjavo protonov za izolacijo plina na obeh straneh elektrode, da premaga pomanjkljivost membran za proizvodnjo vodika z alkalno elektrolizo v smislu prepustnosti plina.

(2) Glavna oprema vključuje elektrolizator PEM in BOP;

(3) Ta model v trenutnih razmerah stane več;

 

Uvod v PEMWE

Vodni elektrolizator PEM uporablja trdno protonsko izmenjevalno membrano (PEM) kot elektrolit in čisto vodo kot reaktant. Zaradi nizke prepustnosti vodika je z elektrolizo PEM mogoče proizvesti vodik visoke čistosti, ki zahteva samo odstranitev vodne pare, pri čemer je postopek preprost in varen. Elektrolizer je zasnovan v strukturi z ničelnim razmikom z nižjo ohmsko upornostjo, kar bistveno izboljša splošno učinkovitost procesa elektrolize v bolj kompaktni velikosti. Podpira širši razpon regulacije tlaka, z izhodnim tlakom vodika do stopnje MPa, ki je prilagodljiv vložku energije iz obnovljivih virov, ki se hitro spreminja.

 

1. Načela PEM elektrolizatorjev

Tako kot sklop gorivnih celic je ta vrsta elektrolizatorja sestavljena iz membranskih elektrod, plošč in plasti za difuzijo plina. Anoda elektrolizatorja PEM deluje v zelo kislem okolju (pH≈2) in pod napetostjo elektrolize 1,4~2.0 V, v kateri bo večina nežlahtnih kovin korodirala in se lahko združila s sulfonatnimi ioni v PEM, s čimer se zmanjša sposobnost protonske prevodnosti PEM.

 

2. Katalizatorji

Raziskave elektrokatalizatorjev v elektrolizatorjih PEM se osredotočajo predvsem na plemenite kovine/okside, kot sta Ir in Ru ter binarne in ternarne zlitine/mešane okside na njihovi osnovi ter katalizatorje na osnovi titana kot nosilce. Trenutno je obremenitev iridijevih katalizatorjev na anodi približno 1 mg/cm2, obremenitev Pt katalizatorjev na osnovi Pt/C na katodi pa približno 0.4~0.6 mg/cm2. Katalizator Ir0.7Ru0.3Ox, ki ga je pripravila italijanska raziskovalna skupina, lahko doseže elektrolitsko celico 3,2 A·cm–2 pri 1,85 V, ko je obremenitev Ir 1,5 mg/cm2. Katalizator Ir0.38/WxTi1-xO2, ki ga je pripravila raziskovalna skupina Giner, poskrbi, da elektrolitska celica doseže 2 A cm-2@1,75 V, ko je obremenitev Ir 0 .4 mg/cm2, vsebnost Ir pa je le 1/5 običajnih elektrod. Celotno obremenitev katalizatorjev platinske skupine na membranskih elektrodah je treba zmanjšati na 0.125 mg/cm2.

Ru ima boljšo intrinzično katalitično aktivnost OER kot Ir, vendar je Ru manj stabilen. Legiranje Ru z Ir lahko izboljša aktivnost in stabilnost katalizatorjev. Katalizator Ir{{0}}.6Sn0.4, ki ga je pripravil Inštitut za kemijsko fiziko Dalian, Kitajska akademija znanosti, lahko doseže 2 A cm–2@1,82 V v celotnem preskusu z elektrolizatorjem. IrSn tvori stabilno strukturo trdne raztopine, postopek legiranja s Sn pa izboljša disperzibilnost Ir in tako pomaga zmanjšati obremenitev Ir.

Nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo Združenih držav Amerike in Giner sta skupaj razvila vrsto katalizatorjev kovinsko-organske strukture (MOF), ki stanejo le 1/20 cene tradicionalnih katalizatorjev. Ko je katalizator Co-MOFG-O pri 0,01 A/cm2, bo prenapetost 1,644 V (v primerjavi z RHE), kar je boljše od tradicionalnih Ir katalizatorjev pri testu razpada polcelice, pri čemer je treba opraviti teste celih celic.

 

3. PEM in membranske elektrode

Najpogosteje uporabljene membrane v elektrolizatorjih PEM vključujejo Nafion (DuPont), membrano Dow (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) in Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan). Kemikalija) in drugi. Membrana DSMTM, ki jo je razvil Giner, je bila proizvedena v velikem obsegu in je boljša v smislu mehanskih lastnosti, tankosti, stabilnih dimenzij med nihanjem moči, zagonom in zaustavitvijo ter boljšim delovanjem v dejanskih elektroliznih celicah kot Nafion. Domači PEM izdelki so v poskusni fazi.

 

Anoda vodne elektrolize PEM mora biti odporna proti koroziji v kislem okolju in z visokim potencialom, imeti mora ustrezno strukturo lukenj, ki omogoča prehajanje plina in vode. Zaradi omejenih reakcijskih pogojev elektrolize vode PEM materialov membranske elektrode (kot so ogljikovi materiali), ki se običajno uporabljajo v gorivnih celicah PEM, ni mogoče uporabiti za anodo elektrolize vode. 3M je razvil nano-strukturirano tankoplastno (NSTF) elektrodo, ki uporablja Ir in Pt katalizatorje na anodi oziroma katodi. Obremenitev Ir in Pt je 0.25mg/cm2. Ta elektroda lahko stabilno deluje v kislem okolju in v pogojih visokega potenciala. Njegova paličasta nizasta struktura na površini izboljša površinsko disperzibilnost katalizatorjev. Proton uporablja pristop neposrednega nanašanja z razprševanjem za zmanjšanje aglomeracije katalizatorjev, zaradi česar sta Pt/C in Ir 0.1 mg/cm2 in Ir O2 0.1 mg/cm2 odložena na Nafion117 membrana. Zmogljivost ene elektrolitske celice je podobna kot pri običajnih elektrolitskih celicah z visoko obremenitvijo katalizatorjev (1,8 A cm–2@2V), ki lahko pri 2,3 V stabilno delujejo 500 ur.

 

SANY delavnica za sestavljanje vodikove energije

Obsežna delavnica obsega 216 metrov v dolžino in 72 metrov v širino, s tremi ločenimi conami, ki pokrivajo skupno površino približno 15000 kvadratnih metrov. Cona A je namenjena naši prihajajoči liniji za strojno obdelavo, ki bo odprta leta 2024. V coni B je montažna linija naše postaje za točenje vodika, ki se ponaša z letno zmogljivostjo 20 kompletov postaj za točenje vodika. Medtem cona C gosti našo montažno linijo opreme za proizvodnjo vodika, ki lahko letno proizvede 2 GW elektrolizatorje alkalne vode. Gradnja te celotne proizvodne linije se je začela januarja 2023 in je bila hitro dokončana, kar je razkazalo tako agilnost podjetja SANY kot našo moč pri izdelavi opreme.

1. Delovna postaja varilnega robota

Delovna postaja za varilne robote, ki bo na voljo septembra 2023, predstavlja mejnik skupine SANY Robotics R&D. Ta inovativna postaja združuje sistem za razstavljanje nosilcev, robotski sistem za rokovanje, sistem za lasersko varjenje, sistem za vizualno prepoznavanje in bipolarni sistem za obračanje plošč. Vsakih 5 minut je bipolarna plošča podvržena brezšivnemu varjenju z elektrodno mrežo, čemur sledi njen hiter prenos po tekočem traku. Ta popolnoma avtomatiziran proces, od podajanja do varjenja, ne le poveča učinkovitost, ampak tudi standardizira operacije, zmanjša poškodbe bipolarnih prevlek med ravnanjem in vrtenjem, s čimer dvigne kakovost izdelka.

 

2. Točkovno varjenje okroglih tablet

Uporaba točkovnega varjenja za fiksiranje okrogle tablete presega tradicionalne metode lepljenja v več ključnih vidikih. Prvič, odpravlja težave z odvajanjem, kot je bilo ugotovljeno pri metodah na osnovi lepila, ki so občutljive na taljenje raztopine alkalij in luščenje med delovanjem elektrolizatorja, kar lahko ogrozi delovanje. Drugič, zagotavlja varno fiksacijo, kar zmanjšuje tveganje nepravilne poravnave ali padca med montažo. Nazadnje povečuje učinkovitost z odpravo potrebe po času sušenja, povezanem s tradicionalnimi metodami lepljenja, s čimer poenostavi postopek sestavljanja.

 

3. PPS Separator CNC rezalnik

Samodejni separator PPS A6-2525, ki je bil uveden 20 avgusta 2222, ponuja učinkovito delovno območje 2500 mm × 2500 mm. Ta rezalnik z infrardečim pozicioniranjem, visoko natančnimi linearnimi vodilnimi tirnicami in zobniki dosega natančnost rezanja do ± 0,5 mm. Opremljen z 12,5 KW ventilatorjem za vakuumsko adsorpcijo zagotavlja dosledno rezanje s sploščitvijo separatorja. Samodejna podajalna naprava olajša podajanje in rezanje brez osebja, saj se sploščen separator nemoteno prenaša do rezalne postaje.

 

4. Postopek laserskega varjenja z elektrodo

Avtomatski laserski varilni stroj z elektrodami, ki deluje od 20decembra 22, se ponaša s krmiljenjem PLC in združljivostjo za elektrode v razponu od 1000 do 2500 mm. Z uporabo robustne neprekinjene laserske varilne enote z močjo 1500 W ali več zagotavlja natančno varjenje z minimalnimi neenakostmi osi Z. Vrtljiva miza, ki se premakne za manj kot 0,5 mm na Z-osi, ohranja konstantnost goriščne razdalje med varjenjem. Oblika stiskalnega bloka v obliki loka popolnoma zavaruje dele, poskusno programiranje pa omogoča avtomatsko preskakovanje votlih profilov med varjenjem. Lasersko varjenje z polnilno žico zagotavlja natančnost ± 0,5 mm, kar zagotavlja enakomerne, občutljive in gladke varilne šive s svetlo, belo površino.

Priljubljena oznake: vodikov pem elektrolizator, Kitajska vodikov pem elektrolizator proizvajalci, dobavitelji, tovarna