Pem elektrolizator vodika

 

Mali volumen

• Visoka radna gustoća struje (1,5~3A/cm²)
• Debljina jezgre spremnika manja od 1 m
• Integrirani pomoćni upravljački sustav montiran na klizače

Visoka efikasnost

• Potrošnja istosmjerne struje ispod 4,3 kWh/Nm³
• Toplinska učinkovitost veća od 75%
• Preferirane PEM membranske elektrode vodeće međunarodne razine
•  

 

1. Poboljšana stabilnost radnih parametara

1.1 Trajni radni tlak:Elektrolizer održava stabilan radni tlak od 3.0 MPa, osiguravajući dosljednu proizvodnju vodika na ovoj razini tlaka. Ova prilagodljivost zadovoljava različite radne zahtjeve i smanjuje potrebu za dodatnim tlakom, čime se smanjuju povezani troškovi.

1.2 Optimalna radna temperatura:Radeći unutar temperaturnog raspona od 70±5 stupnjeva, elektrolizer pokazuje iznimnu stabilnost i prilagodljivost, osiguravajući pouzdan rad u različitim uvjetima okoline.

2. Prošireni raspon fluktuacija snage

Fleksibilna prilagodba snage: elektrolizator omogućuje široki raspon prilagodbe snage od 5% do 110%. Ovaj opsežni raspon omogućuje sustavu besprijekoran rad čak i usred značajnih fluktuacija u opskrbi električnom energijom, osiguravajući neprekinutu proizvodnju vodika.

3. Tehnologija brzog pokretanja

Brzo vruće i hladno pokretanje: s mogućnostima brzog pokretanja, elektrolizator smanjuje vrijeme zastoja u proizvodnji. Hladni startovi zahtijevaju manje od 5 minuta, značajno smanjujući razdoblje stagnacije u proizvodnji. Dodatno, vrući startovi traju samo 5 sekundi, omogućujući opremi da brzo postigne optimalno radno stanje, čime se povećava radna učinkovitost.

 

Ime	Parametar
Kapacitet proizvodnje vodika (Nm3/h)	200
Vršni kapacitet proizvodnje vodika (Nm3/h)	240
Potrošnja istosmjerne struje (kWh/Nm3)	Manje ili jednako 4,3
Čistoća vodika (prije pročišćavanja)	Veći ili jednak 99,9%
Kućište elektrolizera – Š x D x V (m)	0.8x0.6x1.5
Radni tlak (MPa)	3 . 0
Radna temperatura (stupnjevi)	70±5
Temperatura okoline (stupnjevi)	5~40
Raspon potrošnje energije	5-1 2 0 %
Vrijeme hladnog starta (minute)	Manje od ili jednako 5
Vrijeme vrućeg početka (sekunda)	5
Vijek trajanja (godina)	Veći ili jednak 5
elektrolit	H2O
Jedinica za odvajanje
Nazivni kapacitet obrade kisika	100 Nm3/h
Čistoća kisika (nazivni radni uvjeti)	>99.8%(0.2 MPa);>98,5% (3 MPa)
Temperatura kisika na izlazu (stupnjevi)	70±5
Jedinica za pročišćavanje
Čistoća vodika (nakon pročišćavanja)	Veći ili jednak 99,999%
Rosište vodika	-70 stupanj
Temperatura vodika na izlazu	Obična temperatura

 

 

Struktura i principi PEM elektrolizatora

Uvod

(1) PEM vodeni elektrolizator koristi membranu za izmjenu protona za izolaciju plina s obje strane elektrode, kako bi se prevladao nedostatak membrana za proizvodnju vodika alkalne elektrolize u smislu propusnosti plina.

(2) Glavna oprema uključuje PEM elektrolizer i BOP;

(3) Ovaj model košta više u trenutnim uvjetima;

 

Uvod u PEMWE

PEM elektrolizator vode koristi čvrstu membranu za izmjenu protona (PEM) kao elektrolit i čistu vodu kao reaktant. Zbog niske propusnosti vodika, PEM elektroliza može proizvesti vodik visoke čistoće koji zahtijeva samo uklanjanje vodene pare, a postupak je jednostavan i siguran. Elektrolizer je dizajniran u strukturi nultog razmaka s nižim omskim otporom, što značajno poboljšava ukupnu učinkovitost procesa elektrolize u kompaktnijoj veličini. Podržava širi raspon regulacije tlaka, s izlaznim tlakom vodika do razine MPa, što je prilagodljivo unosu energije iz obnovljivih izvora energije koji se brzo mijenja.

 

1. Principi PEM elektrolizatora

Kao i sklop gorivih ćelija, ova vrsta elektrolizatora sastoji se od membranskih elektroda, ploča i slojeva za difuziju plina. Anoda PEM elektrolizera radi u visoko kiselom okruženju (pH≈2) i pod naponom elektrolize od 1,4~2.0 V, u kojem će većina neplemenitih metala korodirati i mogu se spojiti sa sulfonatnim ionima u PEM, čime se smanjuje sposobnost protonske vodljivosti PEM-a.

 

2. Katalizatori

Istraživanje elektrokatalizatora u PEM elektrolizerima uglavnom se fokusira na plemenite metale/okside kao što su Ir i Ru i binarne i ternarne legure/mješovite okside temeljene na njima, te katalizatore na bazi titana kao nosače. Trenutačno je opterećenje iridijevih katalizatora na anodi oko 1 mg/cm2, a opterećenje Pt katalizatora na bazi Pt/C na katodi je oko 0.4~0.6 mg/cm2. Ir0.7Ru0.3Ox katalizator koji je pripremio talijanski istraživački tim može postići da elektrolitička ćelija postigne 3,2 A·cm–2@1,85 V kada je Ir opterećenje 1,5 mg/cm2. Katalizator Ir0.38/WxTi1-xO2 koji je pripremio Ginerov istraživački tim čini da elektrolitička ćelija postigne 2 A cm-2@1,75 V kada je Ir opterećenje 0 .4 mg/cm2, a sadržaj Ir je samo 1/5 od tradicionalnih elektroda. Ukupno opterećenje katalizatora platinske skupine na membranskim elektrodama treba smanjiti na 0.125 mg/cm2.

Ru ima bolju intrinzičnu OER katalitičku aktivnost od Ir, ali Ru je manje stabilan. Legiranje Ru s Ir može poboljšati aktivnost i stabilnost katalizatora. Katalizator Ir{{0}}.6Sn0.4 koji je pripremio Institut za kemijsku fiziku Dalian Kineske akademije znanosti može postići 2 A cm–2@1,82 V u punom testu elektrolizatora. IrSn tvori stabilnu strukturu čvrste otopine, a proces legiranja sa Sn poboljšava disperzibilnost Ir, čime se pomaže smanjiti opterećenje Ir.

Nacionalni laboratorij za obnovljivu energiju Sjedinjenih Američkih Država i Giner zajednički su razvili niz metalno-organskih okvirnih (MOF) katalizatora, koji koštaju samo 1/20 tradicionalnih katalizatora. Kada je Co-MOFG-O katalizator na 0,01 A/cm2, prenapon će biti 1,644 V (u odnosu na RHE), što nadmašuje tradicionalne Ir katalizatore u testu raspadanja polućelije, s tim da se moraju obaviti testovi pune ćelije.

 

3. PEM i membranske elektrode

Najčešće korištene membrane u PEM elektrolizerima uključuju Nafion (DuPont), Dow membranu (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) i Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan Kemijski) i drugi. DSMTM membrana koju je razvio Giner proizvedena je u velikoj mjeri, koja je bolja u pogledu mehaničkih svojstava, tankosti, stabilnih dimenzija tijekom fluktuacija snage, pokretanja i gašenja te boljih performansi u stvarnim ćelijama za elektrolizu od Nafiona. Domaći PEM proizvodi su u probnoj fazi.

 

Anoda PEM vodene elektrolize treba biti otporna na koroziju u kiselom okruženju i visokog potencijala, koja treba imati odgovarajuću strukturu otvora za prolaz plina i vode. Zbog ograničenih uvjeta reakcije PEM elektrolize vode, materijali membranskih elektroda (kao što su ugljični materijali) koji se obično koriste u PEM gorivim ćelijama ne mogu se koristiti za anodu elektrolize vode. 3M je razvio elektrodu s nanostrukturiranim tankim filmom (NSTF), koja koristi Ir i Pt katalizatore na anodi i katodi. Opterećenje Ir i Pt je 0.25mg/cm2. Ova elektroda može stabilno raditi u kiseloj sredini iu uvjetima visokog potencijala. Njegova struktura poput šipke na površini poboljšava površinsku disperzibilnost katalizatora. Proton usvaja pristup izravnog taloženja raspršivanjem kako bi smanjio aglomeraciju katalizatora, što čini Pt/C i Ir s od 0.1 mg/cm2 i Ir O2 od 0.1 mg/cm2 taloženim na Nafion117 membrana. Performanse jedne elektrolitičke ćelije slične su onima konvencionalnih elektrolitičkih ćelija s visokim opterećenjem katalizatora (1,8 A cm–2@2V), koje mogu raditi stabilno 500 sati na 2,3 V.

 

Radionica sastavljanja vodikove energije SANY

Prostrana radionica proteže se na 216 metara u duljinu i 72 metra u širinu, s tri različite zone koje pokrivaju zajednički prostor od približno 15 000 četvornih metara. Zona A posvećena je našoj nadolazećoj liniji za strojnu obradu, predviđenoj za inauguraciju 2024. U zoni B nalazi se linija za sklapanje naše stanice za punjenje vodikom, koja se može pohvaliti godišnjim kapacitetom od 20 kompleta stanica za punjenje vodikom. U međuvremenu, Zona C domaćin je našoj montažnoj liniji opreme za proizvodnju vodika, sposobnoj za proizvodnju elektrolizera alkalne vode od 2 GW godišnje. Izgradnja cijele ove proizvodne linije započela je u siječnju 2023. i brzo je dovršena, pokazujući i agilnost SANY-ja i naše umijeće u proizvodnji opreme.

1. Radna stanica robota za zavarivanje

Planirana za dostupnost u rujnu 2023., radna stanica robota za zavarivanje predstavlja prekretnicu u postignuću SANY Robotics R&D tima. Ova inovativna stanica integrira sustav za slaganje nosača, robotski sustav za rukovanje, sustav za lasersko zavarivanje, sustav vizualnog prepoznavanja i bipolarni sustav za okretanje ploča. Svakih 5 minuta, bipolarna ploča podvrgava se bešavnom zavarivanju s mrežom elektroda, nakon čega slijedi njen brz prijenos niz montažnu traku. Ovaj potpuno automatizirani proces, od dodavanja do zavarivanja, ne samo da povećava učinkovitost, već i standardizira operacije, smanjujući štetu na bipolarnim premazima ploča tijekom rukovanja i rotacije, čime se podiže kvaliteta proizvoda.

 

2. Točkasto zavarivanje okruglih tableta

Korištenje točkastog zavarivanja za fiksiranje okrugle tablete nadmašuje tradicionalne metode lijepljenja u nekoliko ključnih aspekata. Prvo, eliminira probleme s odvajanjem, kao što je uočeno kod metoda na bazi ljepila osjetljivih na topljenje otopine lužine i ljuštenje tijekom rada elektrolizera, što potencijalno ugrožava performanse. Drugo, osigurava sigurnu fiksaciju, smanjujući rizik od neusklađenosti ili pada tijekom sastavljanja. Naposljetku, povećava učinkovitost eliminirajući potrebu za vremenom sušenja povezanom s tradicionalnim metodama lijepljenja, čime se pojednostavljuje proces sastavljanja.

 

3. PPS separator CNC rezač

Postavljen u kolovozu 2022, A6-2525 automatizirani PPS separator rezač nudi učinkovito radno područje od 2500 mm × 2500 mm. Uz infracrveno pozicioniranje, linearne vodilice visoke preciznosti i zupčanike, ovaj rezač postiže točnost rezanja unutar ± 0,5 mm. Opremljen ventilatorom od 12,5 KW za vakuumsku adsorpciju, osigurava dosljedno rezanje izravnavanjem separatora. Automatski uređaj za hranjenje olakšava hranjenje i rezanje bez posade, jer se spljošteni separator neprimjetno prenosi do stanice za rezanje.

 

4. Postupak laserskog zavarivanja elektrodom

U funkciji od 20prosinca 22., automatski stroj za lasersko zavarivanje elektroda može se pohvaliti PLC kontrolom i kompatibilnošću za elektrode u rasponu od 1000 do 2500 mm. Koristeći robusnu kontinuiranu lasersku jedinicu za zavarivanje od 1500 W ili veću, osigurava precizno zavarivanje s minimalnim neravninama Z-osi. Okretni stol, pomaknut manje od 0,5 mm na Z-osi, održava dosljednost žarišne duljine tijekom zavarivanja. Lučni dizajn bloka za prešanje u potpunosti osigurava dijelove, dok probno programiranje omogućuje automatsko preskakanje šupljih dijelova tijekom zavarivanja. Lasersko zavarivanje žicom za punjenje jamči točnost od ± 0,5 mm, dajući ravne, osjetljive i glatke zavarene spojeve sa svijetlom, bijelom površinom.

Popularni tagovi: vodikov pem elektrolizer, Kina vodikov pem elektrolizer proizvođači, dobavljači, tvornica, Elektrolitički strojevi za izradu vodika za visoko učinkovit, čisti i održivi vodik, Napredna PEM elektroliza, visokotehnološki elektrolizer, PEM Green vodik elektrolizara, komercijalna elektroliza za čisti vodik, modul za elektrolizu vodika