Електролізер водню Pem

 

Невеликий обсяг

• Висока щільність робочого струму (1,5~3A/см²)
• Товщина серцевини резервуара менше 1 м
• Інтегрована допоміжна система керування, встановлена ​​на платформі

Висока ефективність

• Споживання постійного струму нижче 4,3 кВт/год/Нм³
• Тепловий ККД вище 75%
• Бажані PEM мембранні електроди провідного міжнародного рівня
•  

 

1. Підвищена стабільність робочих параметрів

1.1 Тривалий робочий тиск:Електролізер підтримує стабільний робочий тиск 3.0 МПа, забезпечуючи постійне виробництво водню за цього рівня тиску. Ця адаптивність задовольняє різноманітні експлуатаційні вимоги та мінімізує потребу в додатковому наддуві, тим самим зменшуючи відповідні витрати.

1.2 Оптимальна робоча температура:Працюючи в діапазоні температур 70±5 градусів, електролізер демонструє виняткову стабільність і адаптивність, забезпечуючи надійну роботу в різних умовах навколишнього середовища.

2. Розширений діапазон коливань потужності

Гнучке регулювання потужності: електролізер має широкий діапазон регулювання потужності від 5% до 110%. Цей великий діапазон дозволяє системі безперебійно працювати навіть за значних коливань в електропостачанні, забезпечуючи безперебійне виробництво водню.

3. Технологія швидкого запуску

Швидкий гарячий і холодний запуск: завдяки можливості швидкого запуску електролізер мінімізує час простою виробництва. Холодний запуск займає менше 5 хвилин, що значно скорочує період застою у виробництві. Крім того, гарячий запуск займає всього 5 секунд, дозволяючи обладнанню швидко досягти оптимального робочого стану, тим самим підвищуючи ефективність роботи.

 

Ім'я	Параметр
Потужність виробництва водню (Нм3/h)	200
Пікова потужність виробництва водню (Нм3/h)	240
Споживана потужність постійного струму (кВт·год/Нм3)	Менше або дорівнює 4,3
Чистота водню (до очищення)	Більше або дорівнює 99,9%
Корпус електролізера – Ш x Г x В (м)	0.8x0.6x1.5
Робочий тиск (МПа)	3 . 0
Робоча температура (градус)	70±5
Температура навколишнього середовища (градус)	5~40
Діапазон споживаної потужності	5-1 2 0 %
Час холодного запуску (хвилини)	Менше або дорівнює 5
Час гарячого старту (секунда)	5
Термін служби (рік)	Більше або дорівнює 5
Електроліт	H2O
Блок розділення
Номінальна потужність переробки кисню	100 Нм3/h
Чистота кисню (номінальні робочі умови)	>99.8%(0.2 MPa);>98,5% (3 МПа)
Температура кисню на виході (градус)	70±5
Блок очищення
Чистота водню (після очищення)	Більше або дорівнює 99,999%
Точка роси водню	-70 ступінь
Температура водню на виході	Звичайна температура

 

 

Будова та принципи роботи електролізерів ПЕМ

вступ

(1) Водяний електролізер PEM використовує протонообмінну мембрану для ізоляції газу з обох боків електрода, щоб подолати недолік мембран для виробництва водню лужним електролізом щодо проникності газу.

(2) Основне обладнання включає електролізер PEM і BOP;

(3) Ця модель коштує дорожче в поточних умовах;

 

Знайомство з PEMWE

Водний електролізер PEM використовує тверду протонообмінну мембрану (PEM) як електроліт і чисту воду як реагент. Завдяки низькій проникності водню PEM-електроліз здатний виробляти водень високої чистоти, який вимагає лише видалення водяної пари, процес якої є простим і безпечним. Електролізер сконструйований у структурі нульового інтервалу з меншим омічним опором, що значно покращує загальну ефективність процесу електролізу при більш компактному розмірі. Він підтримує більш широкий діапазон регулювання тиску, з вихідним тиском водню до рівня МПа, який адаптується до споживання енергії з відновлюваних джерел, яке швидко змінюється.

 

1. Принципи роботи електролізерів ПЕМ

Як і паливні елементи, цей тип електролізера складається з мембранних електродів, пластин і газодифузійних шарів. Анод електролізера PEM працює в сильно кислому середовищі (pH≈2) і під напругою електролізу 1,4~2.0 В, у якій більшість неблагородних металів піддаються корозії та можуть поєднуватися з сульфонатними іонами в PEM, таким чином зменшуючи здатність PEM до протонної провідності.

 

2. Каталізатори

Дослідження електрокаталізаторів в електролізерах PEM в основному зосереджені на благородних металах/оксидах, таких як Ir і Ru, а також бінарних і потрійних сплавах/змішаних оксидах на їх основі, а також каталізаторах на основі титану як носіях. В даний час навантаження іридієвих каталізаторів на аноді становить близько 1 мг/см2, а навантаження Pt каталізаторів на основі Pt/C на катоді становить близько 0.4~0.6 мг/см2. Каталізатор Ir0.7Ru0.3Ox, розроблений італійською дослідницькою групою, може змусити електролітичну комірку досягати 3,2 А·см–2 при 1,85 В, коли навантаження Ir становить 1,5 мг/см2. Каталізатор Ir0.38/WxTi1-xO2, розроблений дослідницькою групою Giner, дозволяє електролітичній комірці досягати 2 А см-2@1,75 В, коли навантаження Ir 0 .4 мг/см2, а вміст Ir становить лише 1/5 від традиційних електродів. Загальне навантаження каталізаторів платинової групи на мембранних електродах має бути зменшено до 0.125 мг/см2.

Ru має кращу внутрішню каталітичну активність OER, ніж Ir, але Ru менш стабільний. Легування Ru з Ir може покращити активність і стабільність каталізаторів. Каталізатор Ir{{0}}.6Sn0.4, виготовлений Даляньським інститутом хімічної фізики Академії наук Китаю, може досягати 2 А см–2 при 1,82 В у повному випробуванні електролізера. IrSn утворює стабільну структуру твердого розчину, а процес легування Sn покращує здатність до диспергування Ir, таким чином допомагаючи зменшити навантаження Ir.

Національна лабораторія відновлюваної енергетики Сполучених Штатів і компанія Giner спільно розробили різноманітні металоорганічні каталізатори (MOF), які коштують лише 1/20 вартості традиційних каталізаторів. Коли каталізатор Co-MOFG-O становить 0,01 А/см2, перенапруга становитиме 1,644 В (порівняно з RHE), що перевершує традиційні Ir-каталізатори в тесті на розпад напівелементів, причому необхідно провести тести на повні комірки.

 

3. PEM та мембранні електроди

Найбільш широко використовувані мембрани в електролізерах PEM включають Nafion (DuPont), мембрану Dow (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) і Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan). Хімічні) та ін. Мембрана DSMTM, розроблена компанією Giner, була вироблена у великому масштабі, яка є кращою з точки зору механічних властивостей, тонкості, стабільних розмірів під час коливань потужності, запуску та вимкнення та кращої продуктивності в справжніх електролізних елементах, ніж у Nafion. Вітчизняна продукція ПЕМ знаходиться на стадії випробувань.

 

Анод електролізу води PEM повинен бути корозійно-стійким до кислотного середовища та високим потенціалом, який повинен мати відповідну структуру отворів, щоб пропускати газ і воду. Через обмежені умови реакції електролізу води PEM, мембранні електродні матеріали (такі як вуглецеві матеріали), які зазвичай використовуються в паливних елементах PEM, не можна використовувати для анода електролізу води. Компанія 3M розробила наноструктурований тонкоплівковий електрод (NSTF), який використовує Ir та Pt каталізатори на аноді та катоді відповідно. Навантаження Ir і Pt становить 0.25 мг/см2. Цей електрод може стабільно працювати в кислому середовищі і в умовах високого потенціалу. Його стрижнева структура на поверхні покращує поверхневу дисперсійність каталізаторів. Proton використовує підхід прямого осадження розпиленням для зменшення агломерації каталізаторів, що робить Pt/C та Ir з 0.1 мг/см2 та Ir O2 0.1 мг/см2, що осідають на Мембрана Нафіон117. Продуктивність одного електролізера подібна до звичайних електролізерів з високим навантаженням каталізаторів (1,8 А см–2@2В), які можуть стабільно працювати 500 годин при 2,3 В.

 

SANY Водень Енергія Монтаж Майстерня

Велика майстерня охоплює 216 метрів у довжину та 72 метри в ширину, з трьома окремими зонами, які займають загальну площу приблизно 15000 квадратних метрів. Зона A присвячена нашій майбутній машинній технологічній лінії, урочисте відкриття якої заплановане на 2024 рік. У зоні B розташована лінія зборки водневих заправних станцій із річною потужністю 20 комплектів водневих заправних станцій. Тим часом у зоні C розміщена наша конвеєрна лінія для виробництва водню, здатна виробляти електролізери лужної води потужністю 2 ГВт на рік. Будівництво всієї виробничої лінії почалося в січні 2023 року та було швидко завершено, демонструючи як спритність SANY, так і нашу майстерність у виробництві обладнання.

1. Робоча станція зварювального робота

Робоча станція зварювального робота, яка буде доступна у вересні 2023 року, являє собою визначне досягнення команди досліджень і розробок SANY Robotics. Ця інноваційна станція об’єднує систему розкладання ферм, роботизовану систему обробки, систему лазерного зварювання, систему візуального розпізнавання та біполярну систему перевертання пластин. Кожні 5 хвилин біполярна пластина піддається безшовному зварюванню з електродною сіткою з подальшим швидким переміщенням по конвеєру. Цей повністю автоматизований процес, від подачі до зварювання, не тільки підвищує ефективність, але й стандартизує операції, зводячи до мінімуму пошкодження біполярних пластин під час транспортування та обертання, тим самим підвищуючи якість продукції.

 

2. Точкове зварювання круглих таблеток

Використання точкового зварювання для фіксації круглої таблетки перевершує традиційні методи склеювання в кількох ключових аспектах. По-перше, це усуває проблеми з від’єднанням, як це спостерігається при методах на основі клею, вразливих до плавлення розчину лугу та відшарування під час роботи електролізера, що потенційно погіршує продуктивність. По-друге, це забезпечує надійну фіксацію, знижуючи ризик зміщення або падіння під час складання. Нарешті, це підвищує ефективність, усуваючи потребу в часі висихання, пов’язаному з традиційними методами склеювання, тим самим спрощуючи процес складання.

 

3. Різак PPS Separator CNC

Розгорнутий у серпні 2022, автоматизований сепаратор PPS A6-2525 забезпечує ефективну робочу зону 2500 мм × 2500 мм. Завдяки інфрачервоному позиціонуванню, високоточним лінійним направляючим і шестерням цей різак забезпечує точність різання в межах ± 0,5 мм. Оснащений вентилятором потужністю 12,5 кВт для вакуумної адсорбції, він забезпечує рівномірне різання шляхом сплющення сепаратора. Автоматичний пристрій подачі полегшує безпілотну подачу та різання, оскільки сплощений сепаратор безперешкодно транспортується до станції різання.

 

4. Процес лазерного зварювання електродом

Автоматична електродна лазерна зварювальна машина, яка працює з 20грудня 22 року, може похвалитися керуванням за допомогою ПЛК і сумісністю з електродами від 1000 до 2500 мм. Використовуючи надійний безперервний лазерний зварювальний пристрій потужністю 1500 Вт або вище, він забезпечує точне зварювання з мінімальною нерівністю осі Z. Поворотний стіл, зсуваючись менше ніж на 0,5 мм по осі Z, зберігає постійність фокусної відстані під час зварювання. Дугоподібна конструкція пресового блоку повністю закріплює деталі, а пробне програмування дозволяє автоматично пропускати порожнисті секції під час зварювання. Лазерне зварювання присадковим дротом гарантує точність ± 0,5 мм, створюючи рівні, делікатні та гладкі зварювальні шви з яскравою білою поверхнею.

Популярні Мітки: водневий електролізер, Китай, виробники, постачальники, фабрика водневого електролізера