ไฮโดรเจน เปม อิเล็กโทรไลเซอร์

 

ปริมาณขนาดเล็ก

• ความหนาแน่นกระแสไฟในการทำงานสูง (1.5~3A/cm²)
• ความหนาของพื้นที่แกนกลางถังน้อยกว่า 1 ม
• ระบบควบคุมเสริมแบบติดตั้งแบบลื่นไถล

ประสิทธิภาพสูง

• การใช้พลังงาน DC ต่ำกว่า 4.3 kWh/Nm³
• ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงกว่า 75%
• อิเล็กโทรดเมมเบรน PEM ที่ต้องการในระดับชั้นนำระดับสากล
•  

 

1. เพิ่มความเสถียรในพารามิเตอร์การทำงาน

1.1 แรงดันใช้งานที่ยั่งยืน:อิเล็กโทรไลเซอร์จะรักษาแรงดันในการทำงานให้คงที่ที่ 3.0 MPa ทำให้มั่นใจได้ว่าการผลิตไฮโดรเจนจะสม่ำเสมอที่ระดับความดันนี้ ความสามารถในการปรับตัวนี้รองรับความต้องการในการปฏิบัติงานที่หลากหลาย และลดความจำเป็นในการสร้างแรงดันเพิ่มเติม ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนที่เกี่ยวข้อง

1.2 อุณหภูมิในการทำงานที่เหมาะสมที่สุด:การทำงานภายในช่วงอุณหภูมิ 70±5 องศา อิเล็กโตรไลเซอร์มีความเสถียรและความสามารถในการปรับตัวเป็นเลิศ ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในทุกสภาพแวดล้อม

2. ช่วงความผันผวนของพลังงานที่ขยายออกไป

การปรับกำลังไฟที่ยืดหยุ่น: อิเล็กโตรไลเซอร์รองรับช่วงการปรับกำลังที่กว้างตั้งแต่ 5% ถึง 110% ช่วงที่กว้างขวางนี้ช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างราบรื่นแม้ท่ามกลางความผันผวนอย่างมากของแหล่งจ่ายไฟ ทำให้มั่นใจได้ว่าการผลิตไฮโดรเจนจะไม่หยุดชะงัก

3. เทคโนโลยีการเริ่มต้นอย่างรวดเร็ว

การเริ่มต้นใช้งานแบบร้อนและเย็นอย่างรวดเร็ว: ด้วยความสามารถในการเริ่มต้นระบบที่รวดเร็ว อิเล็กโทรไลเซอร์จึงช่วยลดเวลาหยุดทำงานของการผลิตให้เหลือน้อยที่สุด การเริ่มเย็นต้องใช้เวลาน้อยกว่า 5 นาที ซึ่งช่วยลดระยะเวลาความซบเซาในการผลิตได้อย่างมาก นอกจากนี้ การสตาร์ทขณะร้อนใช้เวลาเพียง 5 วินาที ทำให้อุปกรณ์ได้รับสภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุดอย่างรวดเร็ว จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิบัติงาน

 

ชื่อ	พารามิเตอร์
กำลังการผลิตไฮโดรเจน (Nm3/h)	200
กำลังการผลิตไฮโดรเจนสูงสุด (Nm3/h)	240
การใช้พลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (kWh/Nm3)	น้อยกว่าหรือเท่ากับ 4.3
ความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน (ก่อนการทำให้บริสุทธิ์)	มากกว่าหรือเท่ากับ 99.9%
ตู้อิเล็กโทรไลเซอร์- กว้าง x ลึก x สูง (ม.)	0.8x0.6x1.5
แรงดันใช้งาน (MPa)	3 . 0
อุณหภูมิในการทำงาน ( องศา )	70±5
อุณหภูมิแวดล้อม ( องศา )	5~40
ช่วงการใช้พลังงาน	5-1 2 0 %
เวลาเริ่มเย็น (นาที)	น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5
เวลาเริ่มต้นที่ร้อนแรง (วินาที)	5
อายุการใช้งาน (ปี)	มากกว่าหรือเท่ากับ 5
อิเล็กโทรไลต์	H2O
หน่วยแยก
จัดอันดับความสามารถในการประมวลผลออกซิเจน	100 นิวตันเมตร3/h
ความบริสุทธิ์ของออกซิเจน (สภาวะการทำงานที่กำหนด)	>99.8%(0.2 MPa);>98.5%(3 เมกะปาสคาล)
อุณหภูมิทางออกของออกซิเจน (องศา)	70±5
หน่วยการทำให้บริสุทธิ์
ความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน (หลังการทำให้บริสุทธิ์)	มากกว่าหรือเท่ากับ 99.999%
จุดน้ำค้างของไฮโดรเจน	-70 องศา
อุณหภูมิทางออกของไฮโดรเจน	อุณหภูมิปกติ

 

 

โครงสร้างและหลักการของอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM

การแนะนำ

(1) เครื่องอิเล็กโทรไลต์น้ำ PEM ใช้เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนเพื่อแยกก๊าซทั้งสองด้านของอิเล็กโทรด เพื่อเอาชนะข้อเสียของเมมเบรนการผลิตไฮโดรเจนอัลคาไลน์อิเล็กโทรไลซิสในแง่ของการซึมผ่านของก๊าซ

(2) อุปกรณ์หลัก ได้แก่ อิเล็กโทรไลเซอร์ PEM และ BOP

(3) โมเดลนี้มีราคาสูงกว่าในสภาวะปัจจุบัน

 

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ PEMWE

เครื่องอิเล็กโทรไลต์น้ำ PEM ใช้เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนแข็ง (PEM) เป็นอิเล็กโทรไลต์ และใช้น้ำบริสุทธิ์เป็นสารตั้งต้น เนื่องจากการซึมผ่านของไฮโดรเจนต่ำ PEM อิเล็กโทรไลซิสจึงสามารถผลิตไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งจำเป็นต้องกำจัดไอน้ำออกเท่านั้น ซึ่งเป็นกระบวนการที่ง่ายและปลอดภัย อิเล็กโทรไลเซอร์ได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างระยะห่างเป็นศูนย์และมีความต้านทานโอห์มมิกต่ำ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสได้อย่างมากในขนาดที่กะทัดรัดยิ่งขึ้น รองรับการควบคุมแรงดันที่หลากหลาย โดยแรงดันเอาท์พุตของไฮโดรเจนสูงถึงเกรด MPa ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนให้เข้ากับพลังงานหมุนเวียนที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

 

1. หลักการของอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM

เช่นเดียวกับกองเซลล์เชื้อเพลิง อิเล็กโทรไลเซอร์ประเภทนี้ประกอบด้วยอิเล็กโทรดเมมเบรน แผ่น และชั้นการแพร่กระจายของก๊าซ แอโนดของอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดสูง (pHµ2) และภายใต้แรงดันไฟฟ้าอิเล็กโทรลิซิสที่ 1.4~2.0 V ซึ่งโลหะที่ไม่มีตระกูลส่วนใหญ่จะสึกกร่อนและอาจรวมกับซัลโฟเนตไอออนใน PEM จึงลดความสามารถในการนำโปรตอนของ PEM

 

2. ตัวเร่งปฏิกิริยา

การวิจัยเกี่ยวกับตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้าในเครื่องอิเล็กโตรไลเซอร์ PEM มุ่งเน้นไปที่โลหะมีตระกูล/ออกไซด์ เช่น Ir และ Ru และโลหะผสมไบนารี่และไตรนารี/ออกไซด์ผสมที่มีพื้นฐานอยู่บนพวกมัน และตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีไทเทเนียมเป็นตัวพา ปัจจุบัน การโหลดตัวเร่งปฏิกิริยาอิริเดียมที่ขั้วบวกคือประมาณ 1 มก./ซม.2 และการโหลด Pt ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ Pt/C ที่แคโทดมีค่าประมาณ 0.4~0.6 มก./ซม.2 ตัวเร่งปฏิกิริยา Ir0.7Ru0.3Ox จัดทำโดยทีมวิจัยของอิตาลีสามารถทำให้เซลล์อิเล็กโทรไลต์บรรลุระดับ 3.2 A·cm–2@1.85 V เมื่อโหลด Ir อยู่ที่ 1.5 มก./ซม.2 ตัวเร่งปฏิกิริยา Ir0.38/WxTi1-xO2 ที่ทีมวิจัยของ Giner เตรียมไว้ทำให้เซลล์อิเล็กโทรไลต์มีค่ากระแสไฟ 2 A cm-2@1.75 V เมื่อโหลด Ir อยู่ที่ 0 .4 มก./ซม.2 และปริมาณ Ir เป็นเพียง 1/5 ของอิเล็กโทรดแบบเดิม ปริมาณรวมของตัวเร่งปฏิกิริยากลุ่มแพลทินัมที่อิเล็กโทรดเมมเบรนควรลดลงเหลือ 0.125 มก./ซม.2

Ru มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยา OER ภายในที่เหนือกว่า Ir แต่ Ru มีความเสถียรน้อยกว่า การผสม Ru กับ Ir สามารถปรับปรุงกิจกรรมและความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ตัวเร่งปฏิกิริยา Ir{{0}}.6Sn0.4 จัดทำโดยสถาบันฟิสิกส์เคมีต้าเหลียน, Chinese Academy of Sciences สามารถบรรลุ 2 A cm–2@1.82 V ในการทดสอบอิเล็กโทรไลเซอร์เต็มรูปแบบ IrSn สร้างโครงสร้างสารละลายแข็งที่มั่นคง และกระบวนการผสมกับ Sn ช่วยเพิ่มการกระจายตัวของ Ir ซึ่งช่วยลดการโหลด Ir

ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาและ Giner ได้ร่วมกันพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยากรอบโลหะและอินทรีย์ (MOF) ที่หลากหลาย ซึ่งมีราคาเพียง 1/20 ของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเดิม เมื่อตัวเร่งปฏิกิริยา Co-MOFG-O อยู่ที่ 0.01 A/cm2 ค่าศักยภาพที่สูงเกินไปจะเป็น 1.644 V (เทียบกับ RHE) ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Ir แบบดั้งเดิมในการทดสอบการสลายตัวแบบครึ่งเซลล์ โดยต้องทำการทดสอบแบบเต็มเซลล์

 

3. PEM และอิเล็กโทรดเมมเบรน

เมมเบรนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องอิเล็กโตรไลเซอร์ PEM ได้แก่ Nafion (DuPont), เมมเบรน Dow (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) และ Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan เคมีภัณฑ์) และอื่นๆ เมมเบรน DSMTM ที่พัฒนาโดย Giner ได้รับการผลิตในขนาดใหญ่ ซึ่งดีกว่าในแง่ของคุณสมบัติทางกล ความบาง ขนาดที่มั่นคงในระหว่างที่พลังงานผันผวน การสตาร์ทและปิดเครื่อง และประสิทธิภาพในเซลล์อิเล็กโทรลิซิสจริงที่ดีกว่า Nafion ผลิตภัณฑ์ PEM ในประเทศอยู่ในขั้นทดลองใช้

 

แอโนดของกระแสไฟฟ้าน้ำ PEM ควรทนต่อการกัดกร่อนต่อสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและมีศักยภาพสูง ซึ่งควรมีโครงสร้างรูที่เหมาะสมเพื่อให้ก๊าซและน้ำไหลผ่านได้ เนื่องจากสภาวะปฏิกิริยาที่จำกัดของการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า PEM วัสดุอิเล็กโทรดเมมเบรน (เช่น วัสดุคาร์บอน) ที่ใช้กันทั่วไปในเซลล์เชื้อเพลิง PEM จึงไม่สามารถใช้เป็นขั้วบวกของการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าได้ 3M ได้พัฒนาอิเล็กโทรดฟิล์มบางที่มีโครงสร้างนาโน (NSTF) ซึ่งใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา Ir และ Pt ที่ขั้วบวกและแคโทดตามลำดับ โหลด Ir และ Pt คือ 0.25mg/cm2 อิเล็กโทรดนี้สามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและภายใต้สภาวะที่มีศักยภาพสูง โครงสร้างอาร์เรย์คล้ายแท่งบนพื้นผิวช่วยเพิ่มการกระจายตัวของพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา โปรตอนใช้วิธีการพ่นสเปรย์โดยตรงเพื่อลดการรวมตัวกันของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งทำให้ Pt/C และ Ir มีค่า 0.1 มก./ซม.2 และ Ir O2 เท่ากับ 0.1 มก./ซม.2 สะสมอยู่ที่ เมมเบรน Nafion117 ประสิทธิภาพของเซลล์อิเล็กโทรไลต์หนึ่งเซลล์จะคล้ายกับเซลล์อิเล็กโทรไลต์ทั่วไปที่มีโหลดตัวเร่งปฏิกิริยาสูง (1.8 A cm–2@2V) ซึ่งสามารถทำงานได้อย่างเสถียรเป็นเวลา 500 ชั่วโมงที่ 2.3 V

 

การประชุมเชิงปฏิบัติการการประกอบพลังงานไฮโดรเจนของ SANY

เวิร์กช็อปที่กว้างขวางนี้มีความยาว 216 เมตรและกว้าง 72 เมตร โดยมีโซนที่แตกต่างกัน 3 โซนครอบคลุมพื้นที่รวมกันประมาณ 15,{3}} ตารางเมตร โซน A มีไว้สำหรับสายการผลิตเครื่องจักรที่กำลังจะมีขึ้นของเรา ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2024 โซน B เป็นที่ตั้งของสายการผลิตสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนของเรา ซึ่งมีกำลังการผลิตสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 20 ชุดต่อปี ในขณะเดียวกัน โซน C เป็นที่ตั้งสายการผลิตอุปกรณ์การผลิตไฮโดรเจนของเรา ซึ่งสามารถผลิตเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์น้ำอัลคาไลน์ 2GW ต่อปี การก่อสร้างสายการผลิตทั้งหมดนี้เริ่มในเดือนมกราคม 2023 และแล้วเสร็จอย่างรวดเร็ว ซึ่งแสดงให้เห็นทั้งความคล่องตัวของ SANY และความสามารถของเราในการผลิตอุปกรณ์

1. สถานีงานหุ่นยนต์เชื่อม

สถานีงานหุ่นยนต์เชื่อมมีกำหนดวางจำหน่ายในเดือนกันยายน 2023 ซึ่งถือเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญของทีม R&D Robotics ของ SANY สถานีแห่งนวัตกรรมนี้รวมเอาระบบการขนออกจากโครงถัก ระบบการจัดการด้วยหุ่นยนต์ ระบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ระบบการจดจำด้วยภาพ และระบบพลิกแผ่นขั้วสองขั้ว ทุกๆ 5 นาที แผ่นไบโพลาร์จะผ่านการเชื่อมอย่างราบรื่นกับตาข่ายอิเล็กโทรด ตามด้วยการเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็วไปยังสายการประกอบ กระบวนการอัตโนมัติเต็มรูปแบบนี้ ตั้งแต่การป้อนไปจนถึงการเชื่อม ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังทำให้การทำงานเป็นมาตรฐานอีกด้วย ลดความเสียหายต่อการเคลือบแผ่นไบโพลาร์ระหว่างการขนย้ายและการหมุน ซึ่งจะช่วยยกระดับคุณภาพของผลิตภัณฑ์

 

2. การเชื่อมเฉพาะจุดของเม็ดกลม

การใช้การเชื่อมแบบจุดสำหรับการตรึงเม็ดยาแบบกลมนั้นเหนือกว่าวิธีการติดกาวแบบดั้งเดิมในหลายแง่มุม ประการแรก ช่วยขจัดปัญหาการหลุดออก ดังที่สังเกตได้จากวิธีการที่ใช้กาว ซึ่งเสี่ยงต่อการละลายและการลอกของสารละลายอัลคาไลในระหว่างการทำงานของอิเล็กโตรไลเซอร์ ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน ประการที่สอง ช่วยให้มั่นใจในการยึดที่มั่นคง ลดความเสี่ยงของการเยื้องศูนย์หรือการล้มระหว่างการประกอบ สุดท้ายนี้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยขจัดความจำเป็นในการทำให้แห้งซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการติดกาวแบบดั้งเดิม ดังนั้นจึงทำให้กระบวนการประกอบมีความคล่องตัวมากขึ้น

 

3. เครื่องตัดซีเอ็นซีแยก PPS

เครื่องตัดแยก PPS อัตโนมัติ A6-2525 ซึ่งใช้งานในวันที่ 2022 สิงหาคม มีพื้นที่การทำงานที่มีประสิทธิภาพ 2500 มม.×2500 มม. ด้วยการวางตำแหน่งอินฟราเรด รางนำเชิงเส้นตรง และเฟืองที่มีความแม่นยำสูง ทำให้เครื่องตัดนี้มีความแม่นยำในการตัดภายใน ± 0.5 มม. มาพร้อมกับพัดลมขนาด 12.5 KW สำหรับการดูดซับสุญญากาศ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการตัดที่สม่ำเสมอโดยการทำให้ตัวแยกเรียบ อุปกรณ์ป้อนอัตโนมัติช่วยให้ป้อนและตัดโดยไม่ต้องใช้คนควบคุม เนื่องจากเครื่องแยกแบบเรียบสามารถลำเลียงไปยังสถานีตัดได้อย่างราบรื่น

 

4. กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยอิเล็กโทรด

เครื่องเชื่อมเลเซอร์อิเล็กโทรดอัตโนมัติเปิดดำเนินการตั้งแต่วันที่ 2022 ธันวาคม มีการควบคุม PLC และความเข้ากันได้สำหรับอิเล็กโทรดตั้งแต่ 1000 ถึง 2500 มม. ด้วยการใช้ยูนิตการเชื่อมด้วยเลเซอร์ต่อเนื่องที่มีกำลังไฟ 1500W หรือสูงกว่า ช่วยให้มั่นใจในการเชื่อมที่แม่นยำโดยมีความไม่สม่ำเสมอของแกน Z น้อยที่สุด โต๊ะหมุนซึ่งขยับน้อยกว่า 0.5 มม. บนแกน Z ช่วยรักษาความสม่ำเสมอของความยาวโฟกัสระหว่างการเชื่อม การออกแบบบล็อกกดคล้ายส่วนโค้งช่วยยึดชิ้นส่วนได้อย่างเต็มที่ ในขณะที่การตั้งโปรแกรมทดลองช่วยให้สามารถข้ามส่วนกลวงระหว่างการเชื่อมได้โดยอัตโนมัติ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยลวดตัวเติมรับประกันความแม่นยำ ± 0.5 มม. ทำให้ได้รอยเชื่อมที่สม่ำเสมอ ละเอียดอ่อน และเรียบเนียนพร้อมพื้นผิวสีขาวสว่าง

ป้ายกำกับยอดนิยม: ไฮโดรเจน pem อิเล็กโทรไลเซอร์ ผู้ผลิตจีน ไฮโดรเจน pem อิเล็กโทรไลเซอร์ ซัพพลายเออร์ โรงงาน, ทำความสะอาดการผลิตไฮโดรเจนโดย PEM อิเล็กโทรไลซิส, อิเล็กโทรไลเซอร์ PEM ขนาดใหญ่สำหรับไฮโดรเจนที่สะอาด, โปรตอนแลกเปลี่ยนเมมเบรนอิเล็กโทรไลเซอร์ไฮโดรเจน, อิเล็กโทรไลซ์ขนาดใหญ่, Pem Stack Electrolyzer, อุปกรณ์อิเล็กโทรไลซิสที่เชื่อถือได้สำหรับไฮโดรเจนที่สะอาด