L'hydrogène, en tant que support d'énergie zéro-carbone avec une densité d'énergie très élevée (140mj-kg -1), attire de plus en plus d'attention . 20} de la réduction des émissions de CO2 au monde peut être effectuée par la substitution d'hydrogène en 2050, et la consommation d'hydrogène comptabilisera la violation de l'énergie du marché mondial, avec l'hydrogène vert par l'électrogne en utilisant une excitation du marché mondial, avec un hydrogène vert, par l'hydrrogat Pour plus de 80% de l'approvisionnement total d'énergie hydrogène .
Currently, mainstream electrolysis technologies for hydrogen production include alkaline water electrolysis (ALK), proton exchange membrane water electrolysis (PEM ), solid oxide water electrolysis (SOEC) and anion exchange membrane water electrolysis (AEM). Among them, China's alkaline water electrolysis equipment has obvious advantages in terms of large-scale single-tank and low equipment costs, and is the voie technologique préférée pour les projets de production d'hydrogène à grande échelle . hydrogène Sany, en tant que principal fabricant d'électrolyzer en Chine, s'appuie sur la technologie principale de la machine de construction traditionnelle de Sany et possède une large gamme de produits électrolyzer alcalins et PEM reconnus par l'industrie avec seulement deux ans .
For alkaline electrolyzer, electrode and diaphragm, as key materials, affect the energy consumption of the electrolyzer. Therefore, high-performance electrode and diaphragm can effectively reduce the voltage of the small chamber, so as to achieve the improvement of the electrolysis efficiency, reduce the power consumption, increase the gas production of a single tank, and improve the life of the L'électrolyzer . L'énergie hydrogène Sany a reconnu l'importance des matériaux de base dès le début de son établissement, et a rapidement mis en place un laboratoire d'énergie d'hydrogène et un site de test de machine complet de 20 MW pour fournir un support de données pour l'optimisation des matériaux clés pour l'électrolyzer .
Large gamme d'électrodes
L'électrolyzer alcalin a plusieurs petites chambres, chacune contenant deux électrodes, une cathode et une anode, dont la forme correspond généralement à celle de l'électrolyzer (généralement circulaire), et dont la zone géométrique est égale à la zone effective de l'électrolyseur .
(Figure: schéma d'électrolyzer alcalin et d'électrodes)
Actuellement, il existe une large gamme d'électrodes pour la production d'hydrogène à partir de l'eau électrolysée alcaline disponible sur le marché et dans le domaine de la recherche et du développement:
Les meilleurs interprètes sont des électrodes en métaux précieux (pt, pd, ru, etc. Le catalyseur avec le matériau de substrat par dépôt pyrolytique et autres moyens, et ses données publiées montrent que la densité actuelle est jusqu'à 900 mA-CM -2 à 80 degrés alcalines et une tension de 2 V, et qu'elle peut être maintenue en fonctionnement pour un long temps, avec une dégradation des performances d'électrode de 0 . 5% par année. ont été prouvés expérimentalement et sur le marché qu'ils sont désormais des matériaux de pointe pour les catalyseurs de décomposition de l'eau, cependant, leur large application a été sérieusement entravée par leur coût élevé et leur faible capacité de stockage.
Pour les dernières recherches en laboratoire sur les électrodes, notamment les électrodes à base de carbone, les électrodes d'auto-croissance en mousse de nickel, l'électrodéposition, le revêtement hydrothermal et d'autres électrodes avec une structure précise et un contrôle catalytique du site, leur performance est souvent bien meilleure que la recherche industrielle ordinaire est limitée Matériaux et coûts de production et autres facteurs . De nombreux processus de fabrication d'électrodes sont limités par des processus complexes et difficiles à échelle, des coûts élevés de R&D et de production de nouveaux matériaux, et d'autres facteurs, ce qui rend la production et l'application à grande échelle difficiles .
De nos jours, les électrodes en métal (Ni, Fe, MO, CO, etc. Les électrodes de catalyseur et les électrodes traitées avec un traitement de pulvérisation sont capables de montrer une densité de courant élevée sous une certaine tension de petite chambre, réalisant les électrodes de valeur pour le monnaie .
Avec l'optimisation continue des performances de l'électrode, la nécessité d'aller plus loin pour atteindre un rapport qualité-prix nécessite d'augmenter le nombre et l'activité des sites catalytiquement actifs . L'optimisation doit être effectuée sur une échelle plus microscopique, comme l'utilisation de Mesh Ni comme substrat, améliorant les paramètres du processus de pulvérisation ou les formulations, la pulvérisation et la fabrication de Nickel Electrode formant une structure poreuse du catalyseur, afin d'augmenter encore sa surface spécifique, de sorte qu'il y a plus de sites pour participer aux réactions d'électrolyse à l'eau à une tension de chambre donnée, et les performances de l'électrode seront encore améliorées ., les performances de l'électrode seront encore améliorées .
(Figure: schéma de la préparation de diverses électrodes alcalines)
Avec une large gamme de produits d'électrode sur le marché, comment choisissez-vous le meilleur des meilleurs?
Le laboratoire d'hydrogène et le site d'essai de Sany Hydrogène fournissent une prise en charge suffisante des données pour la sélection des électrodes . Sany Hydrogen Laboratory évalue les performances des produits d'électrode dans plusieurs dimensions, telles que le potentiel, la liaison et la stabilité, et sélectionne les produits d'électrode selon les excellentes performances de Sany, mais une mauvaise perfectionnement initiale, mais une mauvaise performance opérationnelle à long terme ou une mauvaise étape de la liaison ne sont pas des performances initiales mais une mauvaise fonction de fonctionnement opérationnel ou une mauvaise étape opérationnelle ou une mauvaise étape de l'opération opérationnelle ou une mauvaise étape de la liaison ne sont pas des performances initiales mais des performances initiales de mauvaise fin products with medium initial performance but good long-term operational performance are not poorly selected, and the electrodes will be screened according to a comprehensive assessment of the product situation. After that, the screened electrodes will be tested on the tank, run on the electrolyzer of Sany Hydrogen Changsha test site, and then evaluated in multiple dimensions under various operating conditions to optimize the electrodes again, so as to achieve the superiority of the Produits d'électrode avec les faits et les données .
Voir le plus petit des diaphragmes
Pour un système d'électrolyse en eau alcalin efficace et fiable, en plus d'un catalyseur hautement actif, le diaphragme joue non seulement le rôle de séparation de la cathode et de l'anode, en évitant le mélange de l'hydrogène et de l'oxygène, mais affecte également la consommation d'énergie de l'électrolyzer, et est un matériau clé pour avoir une bonne fonctionnalité, une faible résumé, une faible résivité, une forte résistivité, une forte résistivité, un diaphragme idéal, un bon fonction barrière, épaisseur mince, résistance mécanique élevée et durabilité à long terme à haute température et électrolyte alcalin à haute concentration .
L'électrolyse en eau alcaline s'est développée à travers 3 générations de diaphragme d'amiante, de diaphragme PPS et de diaphragme composite .
Le diaphragme de l'amiante est le diaphragme d'électrolyzer alcalin traditionnel, qui présente les avantages d'une résistance élevée, d'une résistance à la corrosion, d'une résistance à haute température et d'une bonne hydrophilie, mais a été éliminée en raison de la cancérogénicité ., mais a été éliminée en raison de la cancérogénicité .
PPS diaphragm has excellent heat resistance, high mechanical strength, and excellent electrical properties, but due to poor hydrophilicity, large thickness (>500 μm) et une grande taille de trou à travers, il présente généralement une résistance et une perméabilité ioniques élevées, entraînant une consommation élevée d'énergie et une interconjugation facile de l'hydrogène et de l'oxygène, cependant, cependant, même si l'hydrophilie est encore améliorée pour être entièrement en train de résoudre le couplage des groupes hydrophiliques barrière de gaz .
La troisième génération de diaphragme est recouverte d'un revêtement fonctionnel inorganique à la surface du tissu PPS, similaire à la structure sandwich du diaphragme composite organique-inorganique, qui est devenu la direction principale de la recherche actuelle sur le diaphragme . barrière, mais réduit également la résistance ionique et l'épaisseur du diaphragme .
(Figure: tension d'eau électrolytique (4 ka / m2) pour une seule cellule électrolytique avec différents diaphragmes)
À l'heure actuelle, le diaphragme composite domestique et étranger a été commercialisé avec succès dans le cas d'électrolyzer, l'avenir des matériaux de diaphragme sera basé sur le diaphragme composite, vers le développement d'une résistance à la corrosion plus élevée, pour prévenir L'hydrogène gazeux autant que possible .
L'énergie hydrogène Sany a des normes et des processus stricts pour le dépistage des diaphragmes, tout comme les électrodes . pour le diaphragme PPS utilisé dans l'application dominante de l'électrolyzer circulaire, le laboratoire d'énergie hydrogène Sany a plus de 10 types de capacités de test de performance, notamment le resserrement de l'air, la résistance de surface, etc. Diaphragm . Après optimisation, les produits PPS sont ensuite exécutés sur l'électrolyzer, et les données de test de performance et les données d'exécution réelles sont utilisées comme critères d'évaluation pour optimiser les produits PPS . pour les diaphragmes composites, Sany Hydrogen Energy a des produits d'électrolyser carrés pour combiner la préférence réelle en termes de travail en termes de dialpm composite, de combiner la référence en termes de travail en termes de diaph composite, de combiner la référence en termes de travail en termes de diaph composite, de combiner la référence en termes de fonctionnement en termes de diaphRag composite Préférences, de référence réelle en termes de fonctionnement en termes de diaph composite Diaphri Les conditions, face à la situation unique du diaphragme composite telles que la résistance à la non-abrasion et la préservation de l'humidité, une variété de tests sont établies, et des produits de diaphragme composites sûrs, fiables et faciles à utiliser sont préférés .
The existing alkaline water electrolysis hydrogen production technology is highly mature, simple and low-cost, and has already been applied on a large scale to large-scale electrolysis hydrogen production projects in the three northern parts of China as well as in other regions. In the future, both the construction of new power systems, the urgent need for large-scale wind power consumption capacity, and the demand for low-cost green hydrogen supply in the chemical industry, transportation et d'autres champs nécessiteront des réservoirs d'électrolyse capables de s'adapter à l'alimentation fluctuante de puissance éolienne .
Cependant, la technologie industrielle actuelle poursuit principalement la capacité de production d'hydrogène d'un seul réservoir comme objectif et apporte des améliorations similaires, tandis que les progrès technologiques qui peuvent améliorer les problèmes de faible densité de courant et de mauvaises performances dynamiques sont relativement limitées . La nouvelle demande d'électricité verte pour produire de l'hydrogène vert a mis en avant pour les matériaux clés de l'électrolyse d'élecquette alcaline . Les diaphragmes sont devenus l'une des principales orientations pour la recherche et l'influence de futures applications industrielles, et finalement réaliser la production et l'application de matériaux à faible coût et haute performance, et réalisant un véritable rapport qualité / prix .
L'hydrogène Sany a une compréhension claire de la direction du développement des électrolyzer, qui, combinée à l'optimisation continue des électrodes et des produits de diaphragme sur le marché, peut apporter des produits d'électrolyzer de premier plan à l'industrie de l'énergie de l'hydrogène .
À l'avenir, Sany Hydrogène continuera de se concentrer sur la route technologique "3+1}" du réservoir ronde, du réservoir carré, du réservoir PEM et du BOP, et d'améliorer en continu et de renforcer les sept compétences de base de la conception intégrée, de la recherche et du développement des matériaux, de la simulation et de l'analyse, du test et de la vérification, du contrôle électrique, du processus de fabrication et de la conception de la sécurité de l'hydrogène . Pendant ce temps, Sany HydroG Les fournisseurs, les instituts de recherche, les organisations de l'industrie, etc. ., pour rechercher le développement de haute qualité d'équipement d'énergie d'hydrogène, et contribuer les solutions de Sany et Sany pour réaliser l'objectif de "double carbone" .
Citant la littérature:
1. Electrocatalyseurs de laboratoire de pontage avec des électrolyseurs d'eau alcalins pertinents industriellement
2. Étude sur les propriétés du diaphragme et des matériaux d'anode pour la production d'hydrogène à partir de l'eau électrolytique alcaline
