Hydrogen Pem elektrolyser

 

Lite volum

• Høy driftsstrømtetthet (1,5~3A/cm²)
• Tykkelse av kjerneområdet til tanken mindre enn 1m
• Skrensmontert integrert hjelpekontrollsystem

Høy effektivitet

• DC strømforbruk under 4,3 kWh/Nm³
• Termisk effektivitet høyere enn 75 %
• Foretrukne PEM-membranelektroder av internasjonalt ledende nivå
•  

 

1. Forbedret stabilitet i operasjonelle parametere

1.1 Vedvarende driftstrykk:Elektrolysatoren opprettholder et stabilt arbeidstrykk på 3,0 MPa, noe som sikrer jevn produksjon av hydrogen ved dette trykknivået. Denne tilpasningsevnen imøtekommer ulike driftskrav og minimerer behovet for ytterligere trykksetting, og reduserer dermed tilknyttede kostnader.

1.2 Optimal driftstemperatur:Elektrolysatoren fungerer innenfor et temperaturområde på 70±5 grader, og viser eksepsjonell stabilitet og tilpasningsevne, noe som sikrer pålitelig ytelse på tvers av varierende miljøforhold.

2. Utvidet rekkevidde av strømsvingninger

Fleksibel strømjustering: Elektrolysatoren har et bredt effektjusteringsområde fra 5 % til 110 %. Dette omfattende utvalget gjør at systemet kan fungere sømløst selv under betydelige svingninger i strømforsyningen, noe som sikrer uavbrutt hydrogenproduksjon.

3. Rask oppstartsteknologi

Rask varm og kald oppstart: Med funksjoner for rask oppstart minimerer elektrolysatoren produksjonsstans. Kaldstart krever mindre enn 5 minutter, noe som reduserer perioden med stagnasjon i produksjonen betydelig. I tillegg tar varmestarter kun 5 sekunder, noe som lar utstyret raskt oppnå optimal driftstilstand, og dermed forbedre driftseffektiviteten.

 

Navn	Parameter
Hydrogenproduksjonskapasitet (Nm3/h)	200
Topp produksjonskapasitet for hydrogen (Nm3/h)	240
DC strømforbruk (kWh/Nm3)	Mindre enn eller lik 4,3
Hydrogenrenhet (før rensing)	Større enn eller lik 99,9 %
Elektrolysatorkapsling – B x D x H(m)	0.8x0.6x1.5
Driftstrykk (MPa)	3 . 0
Driftstemperatur (grad)	70±5
Omgivelsestemperatur (grad)	5~40
Strømforbruksområde	5-1 2 0 %
Kaldstarttid (minutt)	Mindre enn eller lik 5
Varm starttid (andre)	5
Levetid (år)	Større enn eller lik 5
Elektrolytt	H2O
Separasjonsenhet
Nominell oksygenbehandlingskapasitet	100 Nm3/h
Oksygenrenhet (rangerte driftsforhold)	>99.8%(0.2 MPa);>98,5 % (3 MPa)
Oksygenutløpstemperatur (grad)	70±5
Renseenhet
Hydrogenrenhet (etter rensing)	Større enn eller lik 99,999 %
Duggpunkt for hydrogen	-70 grad
Hydrogen utløpstemperatur	Vanlig temperatur

 

 

Struktur og prinsipper for PEM-elektrolysatorer

Introduksjon

(1) PEM-vannelektrolysatoren bruker en protonutvekslingsmembran for å isolere gassen på begge sider av elektroden, for å overvinne ulempen med alkaliske elektrolyse-hydrogenproduksjonsmembraner når det gjelder permeabiliteten til gass.

(2) Hovedutstyr inkluderer PEM-elektrolysator og BOP;

(3) Denne modellen koster mer under dagens forhold;

 

Introduksjon til PEMWE

PEM vannelektrolysatoren bruker solid proton exchange membrane (PEM) som elektrolytt og rent vann som reaktant. På grunn av den lave permeabiliteten til hydrogen, er PEM-elektrolyse i stand til å produsere høyrent hydrogen som bare krever fjerning av vanndamp, hvorav prosessen er enkel og sikker. Elektrolysatoren er designet i en struktur med null avstand med lavere ohmsk motstand, noe som forbedrer den totale effektiviteten til elektrolyseprosessen betydelig i en mer kompakt størrelse. Den støtter et bredere spekter av trykkregulering, med hydrogenutgangstrykket opp til MPa-grad, som kan tilpasses den fornybare energien som er i rask endring.

 

1. Prinsipper for PEM-elektrolysatorer

I likhet med brenselcellestabelen består denne typen elektrolysatorer av membranelektroder, plater og gassdiffusjonslag. Anoden til en PEM-elektrolysator fungerer i et svært surt miljø (pH≈2) og under elektrolysespenningen på 1,4~2.0 V, der de fleste ikke-edle metaller vil korrodere og kan kombineres med sulfonationer i PEM, og reduserer dermed protonledningsevnen til PEM.

 

2. Katalysatorer

Forskningen på elektrokatalysatorer i PEM-elektrolysatorer fokuserer hovedsakelig på edelmetaller/oksider som Ir og Ru og binære og ternære legeringer/blandede oksider basert på disse, og titanbaserte katalysatorer som bærere. For tiden er belastningen av iridiumkatalysatorer ved anoden ca. 1 mg/cm2, og belastningen av Pt av de Pt/C-baserte katalysatorene ved katoden er ca. 0.4~0.6 mg/cm2. Ir0.7Ru0.3Ox-katalysatoren utarbeidet av det italienske forskerteamet kan få elektrolysecellen til å oppnå 3,2 A·cm–2@1,85 V når Ir-belastningen er 1,5 mg/cm2. Ir0.38/WxTi1-xO2-katalysatoren utarbeidet av Giner-forskningsteamet får elektrolysecellen til å oppnå 2 A cm-2@1,75 V når Ir-belastningen er 0 ,4 mg/cm2, og Ir-innholdet er bare 1/5 av de tradisjonelle elektrodene. Den totale belastningen av platinagruppekatalysatorer ved membranelektrodene bør reduseres til 0.125 mg/cm2.

Ru har overlegen iboende OER-katalytisk aktivitet enn Ir, men Ru er mindre stabil. Legering av Ru med Ir kan forbedre aktiviteten og stabiliteten til katalysatorer. Ir{{0}}.6Sn0.4-katalysatoren utarbeidet av Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, kan oppnå 2 A cm–2@1,82 V i hele elektrolysatortesten. IrSn danner en stabil fast løsningsstruktur, og prosessen med å legere med Sn forbedrer dispergerbarheten av Ir, og bidrar dermed til å redusere Ir-belastningen.

National Renewable Energy Laboratory i USA og Giner har i fellesskap utviklet en rekke metall-organiske rammeverk (MOF)-katalysatorer, som bare koster 1/20 av de tradisjonelle katalysatorene. Når Co-MOFG-O-katalysatoren er på 0,01 A/cm2, vil overpotensialet være 1,644 V (vs. RHE), som overgår tradisjonelle Ir-katalysatorer i halvcelle-nedbrytningstesten, med fullcelletester som skal gjøres.

 

3. PEM- og membranelektroder

De mest brukte membranene i PEM-elektrolysatorer inkluderer Nafion (DuPont), Dow-membranen (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) og Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan) Kjemisk) og andre. DSMTM-membranen utviklet av Giner er produsert i stor skala, som er bedre med tanke på mekaniske egenskaper, tynnhet, stabile dimensjoner ved strømsvingninger, oppstart og avstengning, og bedre ytelse i faktiske elektrolyseceller enn Nafion. Innenlandske PEM-produkter er på prøvestadiet.

 

Anoden til PEM-vannelektrolyse bør være korrosjonsbestandig mot surt miljø og høyt potensial, som bør ha en riktig hullstruktur for å tillate gass og vann å passere gjennom. På grunn av de begrensede reaksjonsforholdene ved PEM-vannelektrolyse, kan ikke membranelektrodematerialer (som karbonmaterialer) som vanligvis brukes i PEM-brenselceller, brukes til anoden for vannelektrolyse. 3M har utviklet en nanostrukturert tynnfilm-elektrode (NSTF), som bruker Ir- og Pt-katalysatorer ved henholdsvis anoden og katoden. Belastningen av Ir og Pt er 0.25mg/cm2. Denne elektroden kan fungere stabilt i et surt miljø og under høypotensialforhold. Dens stavlignende array-struktur på overflaten forbedrer overflatedispergerbarheten til katalysatorer. Proton bruker tilnærmingen med direkte sprayavsetning for å redusere agglomerering av katalysatorer, noe som gjør at Pt/C og Ir med 0.1 mg/cm2 og Ir O2 på 0.1 mg/cm2 avsettes ved Nafion117 membran. Ytelsen til én elektrolysecelle er lik ytelsen til konvensjonelle elektrolyseceller med høy belastning av katalysatorer (1,8 A cm–2@2V), som kan fungere stabilt i 500 timer ved 2,3 V.

 

SANY Hydrogen Energy Assembly Workshop

Det ekspansive verkstedet spenner over 216 meter i lengde og 72 meter i bredde, med tre distinkte soner som dekker et samlet areal på omtrent 15,000 kvadratmeter. Sone A er dedikert til vår kommende maskinbehandlingslinje, som skal åpnes i 2024. Sone B huser vår samlelinje for hydrogenbensinstasjoner, med en årlig kapasitet på 20 sett med hydrogenstasjoner. I mellomtiden er sone C vert for vårt samlebånd for hydrogenproduserende utstyr, som er i stand til å produsere 2GW alkaliske vannelektrolysatorer årlig. Byggingen av hele denne produksjonslinjen startet i januar 2023 og ble raskt fullført, noe som viser både smidigheten til SANY og vår dyktighet innen utstyrsproduksjon.

1. Arbeidsstasjon for sveiserobot

Sveiserobotarbeidsstasjonen, som er planlagt tilgjengelig i september 2023, representerer en milepælsprestasjon av SANY Robotics R&D-team. Denne innovative stasjonen integrerer et fagverksavstablingssystem, robothåndteringssystem, lasersveisesystem, system for visuell gjenkjenning og bipolar platevendingssystem. Hvert 5. minutt gjennomgår en bipolar plate sømløs sveising med elektrodenettet, etterfulgt av dens raske overføring nedover samlebåndet. Denne helautomatiserte prosessen, fra mating til sveising, øker ikke bare effektiviteten, men standardiserer også operasjoner, minimerer skade på bipolare platebelegg under håndtering og rotasjon, og øker dermed produktkvaliteten.

 

2. Punktsveising av runde tabletter

Bruk av punktsveising for rund tablettfiksering overgår tradisjonelle limmetoder på flere viktige aspekter. For det første eliminerer det løsrivelsesproblemer, som observert med limbaserte metoder som er sårbare for smelting og avskalling av alkaliløsninger under elektrolyserdrift, og potensielt kompromittere ytelsen. For det andre sikrer den sikker fiksering, reduserer risikoen for feiljustering eller fall under montering. Til slutt øker den effektiviteten ved å eliminere behovet for tørketid forbundet med tradisjonelle limmetoder, og dermed strømlinjeforme monteringsprosessen.

 

3. PPS Separator CNC Cutter

Utplassert i august 2022, A6-2525 automatiserte PPS-separatorkutter tilbyr et effektivt operasjonsområde på 2500 mm×2500 mm. Med infrarød posisjonering, høypresisjons lineære styreskinner og tannhjul, oppnår denne kutteren skjærenøyaktighet innenfor ± 0,5 mm. Utstyrt med en 12,5 KW vifte for vakuumadsorpsjon, sikrer den konsistent kutting ved å flate ut separatoren. En automatisk fôringsanordning forenkler ubemannet fôring og skjæring, ettersom den flate separatoren går sømløst til skjærestasjonen.

 

4. Elektrodelasersveiseprosess

Den automatiske lasersveisemaskinen har vært i drift siden 2.022. desember, og har PLS-kontroll og kompatibilitet for elektroder fra 1000 til 2500 mm. Ved å bruke en robust 1500W eller høyere kontinuerlig lasersveiseenhet, sikrer den presis sveising med minimal ujevnhet i Z-aksen. Det roterende bordet, som forskyver seg mindre enn 0,5 mm på Z-aksen, opprettholder brennviddekonsistensen under sveising. Den bueaktige utformingen av pressblokken sikrer deler fullstendig, mens prøveprogrammering muliggjør automatisert hopping av hule seksjoner under sveising. Lasersveising med fylltråd garanterer ± 0,5 mm nøyaktighet, og gir jevne, delikate og glatte sveisesømmer med en lys, hvit overflatefinish.

Populære tags: hydrogen pem elektrolyser, Kina hydrogen pem elektrolyser produsenter, leverandører, fabrikk