Ūdeņraža Pem elektrolizators

 

Mazs tilpums

• Augsts darba strāvas blīvums (1,5 ~ 3 A/cm²)
• Tvertnes serdes laukuma biezums ir mazāks par 1 m
• Slīdēm uzstādīta integrēta papildu vadības sistēma

Augsta efektivitāte

• Līdzstrāvas patēriņš zem 4,3 kWh/Nm³
• termiskā efektivitāte augstāka par 75%
• Vēlamie starptautiskā vadošā līmeņa PEM membrānas elektrodi
•  

 

1. Uzlabota stabilitāte darbības parametros

1.1. Noturīgs darba spiediens:Elektrolizators uztur stabilu darba spiedienu 3.0 MPa, nodrošinot pastāvīgu ūdeņraža ražošanu šajā spiediena līmenī. Šī pielāgošanās spēja atbilst dažādām darbības prasībām un samazina vajadzību pēc papildu spiediena, tādējādi samazinot saistītās izmaksas.

1.2 Optimālā darba temperatūra:Darbojoties temperatūras diapazonā 70±5 grādi, elektrolizators uzrāda izcilu stabilitāti un pielāgojamību, nodrošinot uzticamu veiktspēju dažādos vides apstākļos.

2. Paplašināts jaudas svārstību diapazons

Elastīga jaudas regulēšana: elektrolizators nodrošina plašu jaudas regulēšanas diapazonu no 5% līdz 110%. Šis plašais klāsts ļauj sistēmai darboties nevainojami pat pie ievērojamām strāvas padeves svārstībām, nodrošinot nepārtrauktu ūdeņraža ražošanu.

3. Ātrās palaišanas tehnoloģija

Ātra karstā un aukstā palaišana: ar ātras palaišanas iespējām elektrolizators samazina ražošanas dīkstāves laiku. Aukstā iedarbināšana prasa mazāk nekā 5 minūtes, ievērojami samazinot ražošanas stagnācijas periodu. Turklāt karstā iedarbināšana aizņem tikai 5 sekundes, ļaujot iekārtai ātri sasniegt optimālo darbības stāvokli, tādējādi uzlabojot darbības efektivitāti.

 

Vārds	Parametrs
Ūdeņraža ražošanas jauda (Nm3/h)	200
Maksimālā ūdeņraža ražošanas jauda (Nm3/h)	240
Līdzstrāvas enerģijas patēriņš (kWh/Nm3)	Mazāks vai vienāds ar 4.3
Ūdeņraža tīrība (pirms attīrīšanas)	Lielāks vai vienāds ar 99,9%
Elektrolizatora korpuss — platums x platums x augstums (m)	0.8x0.6x1.5
Darba spiediens (MPa)	3 . 0
Darba temperatūra ( grādi )	70±5
Apkārtējā temperatūra ( grāds )	5~40
Enerģijas patēriņa diapazons	5-1 2 0 %
Aukstās palaišanas laiks (minūte)	Mazāks vai vienāds ar 5
Karstais sākuma laiks (otrais)	5
Kalpošanas laiks (gads)	Lielāks par vai vienāds ar 5
Elektrolīts	H2O
Atdalīšanas vienība
Nominālā skābekļa apstrādes jauda	100 Nm3/h
Skābekļa tīrība (nominālie darbības apstākļi)	>99.8%(0.2 MPa);>98,5% (3 MPa)
Skābekļa izplūdes temperatūra (grādi)	70±5
Attīrīšanas vienība
Ūdeņraža tīrība (pēc attīrīšanas)	Lielāks vai vienāds ar 99,999%
Ūdeņraža rasas punkts	-70 grāds
Ūdeņraža izplūdes temperatūra	Parasta temperatūra

 

 

PEM elektrolizatoru uzbūve un principi

Ievads

(1) PEM ūdens elektrolizatorā tiek izmantota protonu apmaiņas membrāna, lai izolētu gāzi abās elektroda pusēs, lai novērstu sārmainās elektrolīzes ūdeņraža ražošanas membrānu trūkumus gāzes caurlaidības ziņā.

(2) Galvenās iekārtas ietver PEM elektrolizatoru un BOP;

(3) Šis modelis pašreizējos apstākļos maksā vairāk;

 

Ievads PEMWE

PEM ūdens elektrolizators izmanto cieto protonu apmaiņas membrānu (PEM) kā elektrolītu un tīru ūdeni kā reaģentu. Ūdeņraža zemās caurlaidības dēļ PEM elektrolīze spēj ražot augstas tīrības pakāpes ūdeņradi, kas prasa tikai ūdens tvaiku atdalīšanu, un process ir vienkāršs un drošs. Elektrolizators ir veidots nulles atstatuma struktūrā ar mazāku omisko pretestību, kas ievērojami uzlabo elektrolīzes procesa kopējo efektivitāti kompaktākā izmērā. Tas atbalsta plašāku spiediena regulēšanas diapazonu ar ūdeņraža izvades spiedienu līdz pat MPa pakāpei, kas ir pielāgojams atjaunojamās enerģijas ievades jaudai, kas strauji mainās.

 

1. PEM elektrolizatoru darbības principi

Tāpat kā kurināmā elementu kaudze, arī šāda veida elektrolizators sastāv no membrānas elektrodiem, plāksnēm un gāzes difūzijas slāņiem. PEM elektrolizatora anods darbojas ļoti skābā vidē (pH≈2) un zem elektrolīzes sprieguma 1,4–2.{4}} V, kurā vairums necēlmetālu korodēs un var apvienoties ar sulfonātu joniem. PEM, tādējādi samazinot PEM protonu vadīšanas spēju.

 

2. Katalizatori

Pētījumi par elektrokatalizatoriem PEM elektrolizatoros galvenokārt koncentrējas uz cēlmetāliem/oksīdiem, piemēram, Ir un Ru, un uz tiem balstītiem binārajiem un trīskāršajiem sakausējumiem/jauktiem oksīdiem, kā arī uz titāna bāzes veidotiem katalizatoriem kā nesējiem. Pašlaik irīdija katalizatoru slodze pie anoda ir aptuveni 1 mg/cm2, un Pt slodze uz Pt/C bāzes katalizatoriem pie katoda ir aptuveni 0.4~0.6 mg/cm2. Itālijas pētnieku grupas sagatavotais Ir0.7Ru0.3Ox katalizators var panākt, ka elektrolītiskā šūna sasniedz 3,2 A·cm–2@1,85 V, ja Ir slodze ir 1,5 mg/cm2. Džinera pētnieku komandas sagatavotais Ir0.38/WxTi1-xO2 katalizators ļauj elektrolītiskajam elementam sasniegt 2 A cm-2@1,75 V, ja Ir slodze ir 0 0,4 mg/cm2, un Ir saturs ir tikai 1/5 no tradicionālajiem elektrodiem. Platīna grupas katalizatoru kopējā slodze uz membrānas elektrodiem jāsamazina līdz 0,125 mg/cm2.

Ru ir augstāka iekšējā OER katalītiskā aktivitāte nekā Ir, bet Ru ir mazāk stabils. Ru sakausēšana ar Ir var uzlabot katalizatoru aktivitāti un stabilitāti. Ir{{0}}.6Sn0.4 katalizators, ko sagatavojis Ķīnas Zinātņu akadēmijas Daliānas Ķīmiskās fizikas institūts, pilnā elektrolizatora testā var sasniegt 2 A cm–2@1,82 V. IrSn veido stabilu cieta šķīduma struktūru, un sakausēšanas process ar Sn uzlabo Ir izkliedējamību, tādējādi palīdzot samazināt Ir slodzi.

Amerikas Savienoto Valstu Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija un Džiners ir kopīgi izstrādājuši dažādus metālu-organisko karkasu (MOF) katalizatorus, kas maksā tikai 1/20 no tradicionālajiem katalizatoriem. Kad Co-MOFG-O katalizators ir 0,01 A/cm2, pārpotenciāls būs 1,644 V (salīdzinājumā ar RHE), kas pārspēj tradicionālos Ir katalizatorus pusšūnas sabrukšanas testā, veicot pilnas šūnas testus.

 

3. PEM un membrānas elektrodi

Visplašāk izmantotās membrānas PEM elektrolizatoros ir Nafion (DuPont), Dow membrāna (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) un Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan). Ķīmiskie) un citi. Giner izstrādātā DSMTM membrāna ir ražota plašā mērogā, kas ir labāka mehānisko īpašību, plānāka, stabilu izmēru jaudas svārstību laikā, palaišanas un izslēgšanas laikā, kā arī labāka veiktspēja faktiskajās elektrolīzes šūnās nekā Nafion. Vietējie PEM produkti ir izmēģinājuma stadijā.

 

PEM ūdens elektrolīzes anodam jābūt izturīgam pret koroziju pret skābu vidi un augstu potenciālu, un tam jābūt ar atbilstošu caurumu struktūru, lai gāze un ūdens varētu iziet cauri. PEM ūdens elektrolīzes ierobežoto reakcijas apstākļu dēļ membrānas elektrodu materiālus (piemēram, oglekļa materiālus), ko parasti izmanto PEM kurināmā elementos, nevar izmantot ūdens elektrolīzes anodā. Uzņēmums 3M ir izstrādājis nanostrukturētu plānās plēves (NSTF) elektrodu, kas izmanto attiecīgi Ir un Pt katalizatorus pie anoda un katoda. Ir un Pt slodze ir 0,25 mg/cm2. Šis elektrods var stabili darboties skābā vidē un augsta potenciāla apstākļos. Tā stieņveida masīva struktūra uz virsmas uzlabo katalizatoru virsmas izkliedējamību. Proton izmanto tiešās izsmidzināšanas metodi, lai samazinātu katalizatoru aglomerāciju, kas padara Pt/C un Ir ar 0,1 mg/cm2 un Ir O2 par 0,1 mg/cm2 Nafion117 membrāna. Viena elektrolīta elementa veiktspēja ir līdzīga tradicionālajām elektrolītiskajām šūnām ar lielu katalizatoru slodzi (1,8 A cm–2@2V), kas var stabili darboties 500 stundas pie 2,3 V.

 

SANY ūdeņraža enerģijas montāžas darbnīca

Plašās darbnīcas garums ir 216 metri un platums ir 72 metri, un tajā ir trīs atšķirīgas zonas, kuru kopējā platība ir aptuveni 15, 000 kvadrātmetri. A zona ir veltīta mūsu gaidāmajai mašīnu apstrādes līnijai, kuru paredzēts atklāt 2024. gadā. B zonā atrodas mūsu ūdeņraža uzpildes stacijas montāžas līnija, kuras ikgadējā jauda ir 20 ūdeņraža uzpildes staciju komplekti. Tikmēr C zonā atrodas mūsu ūdeņraža ražošanas iekārtu montāžas līnija, kas katru gadu spēj saražot 2GW sārmainā ūdens elektrolizatorus. Visas šīs ražošanas līnijas būvniecība tika uzsākta 2023. gada janvārī un tika ātri pabeigta, demonstrējot gan SANY veiklību, gan mūsu spējas iekārtu ražošanā.

1. Metināšanas robotu darba stacija

Metināšanas robota darba stacija, kas paredzēta pieejamībai 2023. gada septembrī, ir SANY Robotics R&D komandas sasniegums. Šajā novatoriskajā stacijā ir integrēta kopņu atdalīšanas sistēma, robotizēta apstrādes sistēma, lāzermetināšanas sistēma, vizuālās atpazīšanas sistēma un bipolārās plāksnes apgriešanas sistēma. Ik pēc 5 minūtēm bipolārā plāksne tiek bezšuvju metināšanai ar elektrodu sietu, kam seko tā ātra pārvietošana pa montāžas līniju. Šis pilnībā automatizētais process, sākot no padeves līdz metināšanai, ne tikai uzlabo efektivitāti, bet arī standartizē darbības, samazinot bipolāro plākšņu pārklājumu bojājumus apstrādes un rotācijas laikā, tādējādi paaugstinot produkta kvalitāti.

 

2. Apaļo tablešu punktmetināšana

Punktmetināšanas izmantošana apaļu tablešu fiksēšanai vairākos galvenajos aspektos pārspēj tradicionālās līmēšanas metodes. Pirmkārt, tas novērš atslāņošanās problēmas, kā tas ir novērots uz līmvielām balstītām metodēm, kuras ir jutīgas pret sārmu šķīduma kušanu un lobīšanos elektrolizatora darbības laikā, tādējādi potenciāli apdraudot veiktspēju. Otrkārt, tas nodrošina drošu fiksāciju, samazinot nepareizas izlīdzināšanas vai krišanas risku montāžas laikā. Visbeidzot, tas palielina efektivitāti, novēršot vajadzību pēc žāvēšanas laika, kas saistīts ar tradicionālajām līmēšanas metodēm, tādējādi racionalizējot montāžas procesu.

 

3. PPS atdalītājs CNC griezējs

A6-2525 automatizētais PPS separatora griezējs, kas tika ieviests 2. 022. augustā, nodrošina efektīvu darbības laukumu 2500 mm × 2500 mm. Šis griezējs nodrošina infrasarkano staru pozicionēšanu, augstas precizitātes lineārās vadošās sliedes un zobratus, un tas nodrošina griešanas precizitāti ± 0,5 mm robežās. Aprīkots ar 12,5 KW ventilatoru vakuuma adsorbcijai, tas nodrošina konsekventu griešanu, saplacinot separatoru. Automātiskā padeves ierīce atvieglo bezpilota padevi un griešanu, jo saplacinātais separators nemanāmi nogādā griešanas staciju.

 

4. Elektrodu lāzera metināšanas process

Automātiskā elektrodu lāzermetināšanas iekārta, kas darbojas kopš 22. gada 2. decembra, ir aprīkota ar PLC vadību un saderību ar elektrodiem diapazonā no 1000 līdz 2500 mm. Izmantojot izturīgu 1500 W vai lielāku nepārtrauktas lāzermetināšanas iekārtu, tas nodrošina precīzu metināšanu ar minimālu Z ass nelīdzenumu. Rotējošais galds, pārvietojoties mazāk par 0,5 mm uz Z asi, metināšanas laikā saglabā fokusa attāluma konsekvenci. Presēšanas bloka lokveida konstrukcija pilnībā nostiprina detaļas, savukārt izmēģinājuma programmēšana ļauj automatizēti izlaist dobās daļas metināšanas laikā. Lāzermetināšana ar pildvadu garantē ± 0,5 mm precizitāti, iegūstot vienmērīgas, smalkas un gludas metināšanas šuves ar spilgtu, baltu virsmas apdari.

Populāri tagi: ūdeņraža pem elektrolizators, Ķīnas ūdeņraža pem elektrolizatoru ražotāji, piegādātāji, rūpnīca