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一、堿性制氫隔膜概述
堿性電解水制氫系統主要包括堿性制氫電解槽主體和BOP輔助系統。而堿性制氫電解槽主體是由端壓板、密封墊、極板、電極、隔膜等零部件組裝而成。
其中,隔膜的選材和結構設計對提高整個系統的效率和穩定性至關重要。
堿性電解槽在電解過程中,陽極產生氧氣,陰極產生氫氣,隔膜的主要作用就是阻止氫氣和氧氣混合。
隔膜性能要求
- 適用于堿性電解槽的隔膜應具備以下要求:
- 保證氫氣和氧氣分子不能通過隔膜,但允許電解液離子通過;
- 能夠耐高濃度堿液的腐蝕;?
- 具有較好的機械強度,能夠長時間承受電解液和生成氣體的沖擊,隔膜結構不被破壞;
- 為了降低電能損耗,隔膜必須要有較小的面電阻,因此隔膜孔隙率要盡可能高;?
- 在電解溫度和堿液條件下隔膜能夠保持化學穩定;?
- 原料易得、無毒、無污染,廢棄物易處理。?
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另外,隔膜出廠供貨時會有一些技術要求,如:?
- 隔膜不得有破孔、褶皺以及針刺缺陷;?
- 隔膜表面應平整,不允許有缺經、缺緯、斷經、斷緯、橫檔稀檔)、吊邊疵布邊缺肉)、粗經、粗緯、雙緯、?跳花、布邊緊抽等織造缺陷;?
- 表面應潔凈,不允許粘有油污、銹漬及其它雜物;?
- 不允許出現人工修補的現象。
堿性制氫隔膜經歷了三代發展,第一代是石棉隔膜,現已被淘汰;第二代是PPS隔膜,是目前應用主流;第三代是復合隔膜,正在興起,行業普遍認為是未來趨勢。
1.? PPS隔膜
PPS隔膜,由高性能的特種工程塑料聚苯硫醚(PPS)制成,能在高溫和堿性環境下保持性能穩定,適用于堿性制氫。這種隔膜通過機織、水刺等工藝制備,分為短纖維和長絲兩種生產方式。東麗采用長絲技術,而國內多數廠商使用短纖維。然而,PPS隔膜的主要缺點是親水性較弱,這導致隔膜不能充分被電解液潤濕,從而增加電解槽的電阻,降低電解效率,并消耗更多電能。
堿性制氫隔膜,天津凱瑞
PPS隔膜的供應商有:東麗纖維研究所(中國)有限公司,天津凱瑞科技有限公司、天津津綸新材料科技有限公司等。
PPS布供應商有:浙江正本新材料有限公司、紹興超然紡織有限公司、海寧昱品環保材料有限公司、寧波維科控股集團、浙江三眾環保科技有限公司、江蘇新任環保科技有限公司、臺州市川崎絲網科技有限公司等
2.? 復合隔膜
為改善PPS隔膜的親水性,可以在其表面涂覆氧化鋯等陶瓷涂層,形成第三代復合隔膜,即聚合物基底加陶瓷涂層。這種隔膜的基底通常是PPS網布,少數使用聚砜或聚醚醚酮薄膜。雖然比利時AGFA公司生產的堿性制氫復合隔膜技術領先,但價格昂貴且在國內難以獲取。國產復合隔膜盡管價格優勢明顯,但仍面臨涂層脫落和短壽命等技術挑戰。
碳能科技制氫復合隔膜
復合膜供應商有:比利時AGFA愛克發、碳能科技(北京)有限公司?、深圳通微新能源科技有限公司?、廣州市刻沃刻科技有限公司、寧波中科氫易膜科技有限公司、元泰能材?、睿得新材料科技(常州)有限公司、深圳市氫年時代科技有限公司等。
二、供應商介紹
1.? 比利時AGFA愛克發(Zirfon)
比利時Agfa集團是影像技術和IT解決方案的全球領先公司,擁有150多年的專業經驗。集團擁有四大部門:放?射學解決方案、醫療保健IT,數字印刷,化學和膠印解決方案。Agfa是歐洲氫能組織成員之一。ZIRFON,Agfa和Agfa rhombus是比利時Agfa集團或其附屬公司的商標。
用于先進的堿性電解(AEL)的ZIRFON隔膜即使在動態操作條件下仍具備持續的高生產率,由此受到了全球各地?客戶的廣泛歡迎。ZIRFON隔膜的另一大優勢在于其出色的耐用性,這大大提高了電解系統的可靠性并降低了?系統成本。
2.? 碳能科技(北京)有限公司
碳能科技(北京)有限公司成立于2015年,致力于研發經濟正向的負碳技術,打造能源?領域的貝爾實驗室,成為國際領先的電化學綠色平臺公司,塑造清潔和可持續的未來。
公司自主研發了碳中和利用技術、堿性電解水制氫關鍵隔膜材料和工業高鹽廢水電化學脫氮技術,形成了負?碳+綠氫兩大核心技術,為大型排碳企業提供碳達峰、碳中和技術解決方案。
3.? 深圳通微新能源科技有限公司
深圳通微新能源科技有限公司目前已完成了用于堿性電解槽上2m*2m隔膜的制備,其全球唯一的“微通道?隔膜”技術,解決了目前的ALK隔膜價格以及性能的關鍵問題,同時獨有的制備工藝技術,搭配自研的產?線設備,使得隔膜的性能完全對標國際產品,同時價格對比國內同行可以降低50%。?公司本身的產品已經得到了頭部客戶的檢測結果,在面電阻等關鍵參數上大幅度領先國內的競對,并且?獨特的合成工藝使得公司產品進度遠遠領先于同行。?
通微新能源在2021年開始正式運作,創始人邵欣博士曾獲澳大利亞科廷大學化學工程博士、博士后,?獲得西澳大利亞科技發明?等獎,發明了“微通道”隔膜平臺化技術方案,這項技術目前已經應用在ALK 隔膜、SOFC等領域。
公司核心技術依托于科廷大學和哈爾濱工業大學多年的技術積累,在細分領域內這個兩所學校在亞洲享?譽盛名。三位核心創始人都是在相關領域積累多年經驗,公司目前處于國內第一梯隊。
4.? 廣州市刻沃刻科技有限公司
廣州市刻沃刻科技有限公司,專業研發生產堿性電解水制氫氣隔膜,創始團隊擁有10年以上功能性隔膜研發?與應用經驗,于2019年開始研發堿性電解水制氫氣用復合隔膜,經過公司團隊多年耕耘,常年與國內資深電?化學專家共同測試,迭代優化。
刻沃刻CCS產品系列為陶瓷聚合物分離器(簡稱復合隔膜)。K500+復合隔膜由高強度、強耐化性的網狀纖維?織物與無機陶瓷粉體聚合組成。?現公司具備生產厚度500um,300um,200um能力。產品受到國內多家知名企業,高校及科研單位的認可,并已應用到大規模堿性電解水制氫氣電解槽中,性能優越。
刻沃刻K300和K500量產型復合隔膜
5.? 寧波中科氫易膜科技有限公司
中科氫易成立于2022年5月,由中科院背景博士團隊發起,公司致力于堿性電化學體系隔膜的創新與產業化,?主要涉及電解水制氫、液流電池、二氧化碳電解還原、水系電池及堿性燃料電池等先進裝備領域,尤其是在?堿性電解水制氫和液流電池方面的應用。
因此,中科氫易在堿性電解槽隔膜方面積極布局,目前已形成圍繞多孔復合膜-離子溶劑膜-陰離子交換膜產品?體系,其中,多孔復合膜有較好的阻氣性能,孔徑在納米級別,它的使用可以有效改善電解槽的響應性、降低電解槽能耗。
EHYDRO?系列膜產品具有高離子傳導活性、低氣體滲透的特征,EHYDRO?電極產品具有低的過電位以及優異的動靜態穩定性。
6.? 北京元泰能材科技有限公司?
元泰能材,成立于2022年12月,團隊來自歐陽明高院士團隊孵化的能源材料企業,專注于研發應用能源?轉換裝備(制氫裝置、儲能裝置)的核心技術——膜產品,并提供基于膜工藝的系統解決方案,優化提?升氫能供應鏈和氫能生態價值,掌握和突破核心部件卡脖子技術,核心成員均為清華博士后和博士。?基于前期儲備的知識理論,跨界創新,自主開發膜仿真軟件,提出隔膜V型開發流程,降低產品開發周?期與成本,應用物理化學理論,聚焦在膜材料微觀和宏觀控制。?
目前主要產品為堿性電解水(ALK)制氫隔膜,制備產品性能對標國際堿性隔膜頭部企業,根據測試反饋,元泰旗下產品在500微米、300微米和200微米厚度的產品初步測試中,數據結果已經趕超國際頭部?企業。?目前預計2023下半年實現2m*2m隔膜的制備,將逐步打破國內長期被日本東麗等廠家壟斷的隔膜市場格局。
7.? 東麗纖維研究所(中國)有限公司
日本東麗是全球領先的PPS材料解決方案商,東麗不僅以紗線和原纖的形式促銷PPS纖維,還以布料、織物及?無紡布等高級產品形式促銷。它在需要耐熱性和和耐化學性的各種應用中備受青睞。TORCON? PPS 纖維是一種具有卓越的耐熱性、耐化學性、抗水解性及阻燃性等品質的高性能纖維。其熔點為 285 度,能在 190?度下連續使用。它還抗高溫水解、耐酸堿、耐有機溶劑等。其應用領域廣泛,其中包括袋濾器。
8.? 天津津綸新材料科技有限公司
天津津綸新材料科技有限公司聯合天津工業大學技術團隊開發了織物型PPS隔膜專用樹脂和隔膜用PPS纖維改?性技術,制備出了耐輻射、高親水、高卷曲纖維;開發了低扭矩環錠紡紗技術,制備出低捻度少毛羽PPS紗線。
纖維膜寬幅:1.6米和2.1米。親水性:與傳統疏水性聚苯硫醚纖維膜相比,改性聚苯硫醚膜的親水性良好;聚苯硫醚纖維的水接觸角大于120°, 但聚苯硫醚纖維改性后其水接觸角降低到60-90°。表面親水基團和耐堿性:改性聚苯硫醚親水膜表面富含硫酸根,且與傳統聚苯硫醚纖維膜相比,改性聚苯硫醚纖維膜具有更佳的耐堿腐蝕性。耐溫性:親水型改性聚苯硫醚的玻璃化溫度大于150℃
9.? 天津凱瑞科技有限公司
天津凱瑞科技有限公司于2017年成立,注冊資本金200萬元。為滿足國內堿性水電解制氫行業對非石棉隔膜的需?求,自成立以來一直與天津工業大學科研團隊深度合作,致力于隔膜產品的技術創新與推廣,不斷打造公司?品牌與口碑,為市場提供堿性水電解用聚苯硫醚隔膜。
公司擁有自己的核心技術,通過了ISO9001質量管理體系認證。目前公司對外提供隔膜產品主流規格為1.5米、 1.7米、1.9米三種,產品厚度0.70-0.90mm。?公司始終堅持“以技術創造價值,以服務創造品牌”理念,在“誠信、創新、溝通、共贏”核心價值觀引導下,致?力于為每一位客戶提供全面服務。
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END
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活動推薦:【邀請函】第二屆電解水制氫產業論壇(2024年7月19日? 蘇州)
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會議議程
7月18日(周四):14:00-18:00簽到
7月19日(周五):7:30-8:50簽到;8:50-18:00會議;18:00-19:30晚宴
議題方向
序號 |
議題方向 |
1 |
2024電解水制氫技術應用現狀與未來趨勢 |
2 |
高性能堿性制氫電解槽的開發與應用 |
3 |
PEM制氫電解槽降低成本的方法分析與實踐 |
4 |
SOEC電解槽應用場景分析 |
5 |
AEM電解槽關鍵技術與部件突破 |
6 |
電解槽輕量化發展趨勢與塑料極框的應用挑戰 |
7 |
制氫復合隔膜存在不足與解決方案 |
8 |
制氫電解槽生產與自動化組裝線 |
9 |
質子交換膜在制氫領域的應用 |
10 |
極板鍍鎳工藝解析 |
11 |
PPS布織造工藝與應用 |
12 |
蝕刻雙極板在PEM制氫設備上的應用 |
13 |
制氫效率提升與催化劑的開發應用 |
14 |
氫氣純化技術及裝置在制氫系統上的應用 |
15 |
熱噴涂工藝在制氫電極上的應用 |
16 |
制氫電源分析與選型應用 |
如有展臺、入袋資料等贊助意向,歡迎與周小姐聯系:18320865613(同微信)
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