Hydrogen Pem Electrolyser

 

Cyfrol fechan

• Dwysedd cerrynt gweithredu uchel (1.5 ~ 3A / cm²)
• Trwch arwynebedd craidd y tanc yn llai nag 1m
• System reoli ategol integredig wedi'i gosod ar sgid

Effeithlonrwydd uchel

• Defnydd pŵer DC o dan 4.3 kWh / Nm³
• Effeithlonrwydd thermol uwch na 75%
• Electrodau bilen PEM a ffefrir o lefel flaenllaw ryngwladol
•  

 

1. Sefydlogrwydd Gwell mewn Paramedrau Gweithredol

1.1 Pwysau Gweithredu Parhaus:Mae'r electrolyzer yn cynnal pwysau gweithio sefydlog o 3.0 MPa, gan sicrhau bod hydrogen yn cael ei gynhyrchu'n gyson ar y lefel gwasgedd hon. Mae'r hyblygrwydd hwn yn darparu ar gyfer gofynion gweithredol amrywiol ac yn lleihau'r angen am bwysau ychwanegol, a thrwy hynny leihau costau cysylltiedig.

1.2 Tymheredd Gweithredu Gorau:Gan weithredu o fewn ystod tymheredd o 70 ± 5 gradd, mae'r electrolyzer yn arddangos sefydlogrwydd ac addasrwydd eithriadol, gan sicrhau perfformiad dibynadwy ar draws amodau amgylcheddol amrywiol.

2. Amrediad Estynedig o Amrywiadau Pŵer

Addasiad Pŵer Hyblyg: Mae'r electrolyzer yn cynnwys ystod addasu pŵer eang sy'n rhychwantu o 5% i 110%. Mae'r ystod eang hon yn galluogi'r system i weithredu'n ddi-dor hyd yn oed yng nghanol amrywiadau sylweddol yn y cyflenwad pŵer, gan sicrhau cynhyrchu hydrogen yn ddi-dor.

3. Technoleg Cychwyn Cyflym

Cychwyn Cyflym Poeth ac Oer: Gyda galluoedd cychwyn cyflym, mae'r electrolyzer yn lleihau amser segur cynhyrchu. Mae angen llai na 5 munud ar ddechreuadau oer, gan leihau'n sylweddol y cyfnod o farweidd-dra wrth gynhyrchu. Yn ogystal, dim ond 5 eiliad y mae cychwyniadau poeth yn eu cymryd, gan ganiatáu i'r offer gyrraedd ei gyflwr gweithredu gorau posibl yn gyflym, a thrwy hynny wella effeithlonrwydd gweithredol.

 

Enw	Paramedr
Capasiti cynhyrchu hydrogen (Nm3/h)	200
Capasiti cynhyrchu hydrogen brig (Nm3/h)	240
Defnydd pŵer DC (kWh/Nm3)	Llai na neu'n hafal i 4.3
Purdeb hydrogen (Cyn puro)	Mwy na neu'n hafal i 99.9%
Amgaead Electrolyzer – W x D x H(m)	0.8x0.6x1.5
Pwysau gweithredu (MPa)	3 . 0
Tymheredd gweithredu ( gradd )	70±5
Tymheredd amgylchynol ( gradd )	5~40
Ystod defnydd pŵer	5-1 2 0 %
Amser cychwyn oer (Munud)	Llai na neu'n hafal i 5
Amser cychwyn poeth (ail)	5
Bywyd gwasanaeth (Blwyddyn)	Yn fwy na neu'n hafal i 5
Electrolyt	H2O
Uned Gwahanu
Cynhwysedd prosesu ocsigen graddedig	100 Nm3/h
Purdeb ocsigen (amodau gweithredu graddedig)	>99.8%(0.2 MPa);>98.5% (3 MPa)
Tymheredd allfa ocsigen (gradd)	70±5
Uned Buro
Purdeb hydrogen (Ar ôl puro)	Mwy na neu'n hafal i 99.999%
Pwynt gwlith hydrogen	-70 gradd
Tymheredd allfa hydrogen	Tymheredd arferol

 

 

Strwythur ac Egwyddorion Electrolyzers PEM

Rhagymadrodd

(1) Mae'r electrolyzer dŵr PEM yn defnyddio pilen cyfnewid proton i ynysu'r nwy ar ddwy ochr yr electrod, i oresgyn anfantais pilenni cynhyrchu hydrogen electrolysis alcalïaidd o ran athreiddedd nwy.

(2) Mae'r prif offer yn cynnwys yr electrolyzer PEM a BOP;

(3) Mae'r model hwn yn costio mwy yn yr amodau presennol;

 

Cyflwyniad i PEMWE

Mae'r electrolyzer dŵr PEM yn defnyddio pilen cyfnewid proton solet (PEM) fel yr electrolyte a dŵr pur fel yr adweithydd. Oherwydd athreiddedd isel hydrogen, mae electrolysis PEM yn gallu cynhyrchu hydrogen purdeb uchel sy'n gofyn am dynnu anwedd dŵr yn unig, ac mae'r broses yn syml ac yn ddiogel. Mae'r electrolyzer wedi'i ddylunio mewn strwythur gofod sero gyda gwrthiant ohmig is, sy'n gwella'n sylweddol effeithlonrwydd cyffredinol y broses electrolysis mewn maint mwy cryno. Mae'n cefnogi ystod ehangach o reoleiddio pwysau, gyda'r pwysau allbwn hydrogen hyd at radd MPa, sy'n addasadwy i'r mewnbwn pŵer ynni adnewyddadwy sy'n newid yn gyflym.

 

1. Egwyddorion Electrolyzers PEM

Fel y pentwr celloedd tanwydd, mae'r math hwn o electrolyzer yn cynnwys electrodau pilen, platiau a haenau trylediad nwy. Mae anod electrolyswr PEM yn gweithio mewn amgylchedd hynod asidig (pH≈2) ac o dan y foltedd electrolysis o 1.4 ~ 2.0 V, lle bydd y rhan fwyaf o fetelau an-nobl yn cyrydu a gallant gyfuno ag ïonau sulfonad yn PEM, gan leihau gallu dargludiad proton PEM.

 

2. Catalyddion

Mae'r ymchwil ar electrocatalyddion mewn electrolyzers PEM yn canolbwyntio'n bennaf ar fetelau / ocsidau nobl fel Ir a Ru ac aloion deuaidd a theiran / ocsidau cymysg yn seiliedig arnynt, a chatalyddion sy'n seiliedig ar ditaniwm fel cludwyr. Ar hyn o bryd, mae llwythiad catalyddion iridium yn yr anod tua 1 mg/cm2, ac mae llwytho Pt o gatalyddion Pt/C yn y catod tua 0.4~0.6 mg/cm2. Gall y catalydd Ir0.7Ru0.3Ox a baratowyd gan dîm ymchwil yr Eidal wneud i'r gell electrolytig gyrraedd 3.2 A·cm–2@1.85 V pan fo'r llwytho Ir yn 1.5 mg/cm2. Mae'r catalydd Ir0.38/WxTi1-xO2 a baratowyd gan dîm ymchwil Giner yn gwneud i'r gell electrolytig gyflawni 2 A cm-2 @ 1.75 V pan fydd y llwytho Ir yn 0 .4 mg/cm2, a dim ond 1/5 o'r electrodau traddodiadol yw'r cynnwys Ir. Dylid lleihau cyfanswm llwytho catalyddion grŵp platinwm ar yr electrodau bilen i 0.125 mg/cm2.

Mae gan Ru weithgaredd catalytig OER cynhenid ​​​​uwch nag Ir, ond mae Ru yn llai sefydlog. Gall Alloying Ru ag Ir wella gweithgaredd a sefydlogrwydd catalyddion. Gall y catalydd Ir{{0}.6Sn0.4 a baratowyd gan Sefydliad Ffiseg Gemegol Dalian, Academi Gwyddorau Tsieineaidd gyflawni 2 A cm–2@1.82 V yn y prawf electrolyzer llawn. Mae IrSn yn ffurfio strwythur datrysiad solet sefydlog, ac mae'r broses o aloi â Sn yn gwella gwasgaredd Ir, gan helpu i leihau'r llwythiad Ir.

Mae Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol yr Unol Daleithiau a Giner wedi datblygu ar y cyd amrywiaeth o gatalyddion fframwaith metel-organig (MOF), sydd ond yn costio 1/20 o’r catalyddion traddodiadol. Pan fydd catalydd Co-MOFG-O ar 0.01 A/cm2, y gor-botensial fydd 1.644 V (vs. RHE), sy'n perfformio'n well na chatalyddion Ir traddodiadol yn y prawf pydredd hanner cell, gyda phrofion celloedd llawn i'w gwneud.

 

3. Electrodau PEM a bilen

Mae'r pilenni a ddefnyddir fwyaf mewn electrolyzers PEM yn cynnwys Nafion (DuPont), y bilen Dow (The Dow Chemical Company), Flemion (Asahi Glass Co., Ltd.) ac Aciplex-S (Asahi Chemical Industry Company), Neosepta-F (Deshan). Cemegol) ac eraill. Mae'r bilen DSMTM a ddatblygwyd gan Giner wedi'i chynhyrchu ar raddfa fawr, sy'n well o ran priodweddau mecanyddol, tenau, dimensiynau sefydlog yn ystod amrywiadau pŵer, cychwyn a chau, a pherfformiad gwell mewn celloedd electrolysis gwirioneddol na Nafion. Mae cynhyrchion PEM domestig yn y cyfnod prawf.

 

Dylai anod electrolysis dŵr PEM allu gwrthsefyll cyrydiad i amgylchedd asid a photensial uchel, a ddylai fod â strwythur twll cywir i ganiatáu i nwy a dŵr basio drwodd. Oherwydd amodau adwaith cyfyngedig electrolysis dŵr PEM, ni ellir defnyddio deunyddiau electrod bilen (fel deunyddiau carbon) a ddefnyddir yn gyffredin mewn celloedd tanwydd PEM ar gyfer anod electrolysis dŵr. Mae 3M wedi datblygu electrod ffilm denau nano-strwythuredig (NSTF), sy'n defnyddio catalyddion Ir a Pt yn yr anod a'r catod, yn y drefn honno. Mae llwytho Ir a Pt yn 0.25mg/cm2. Gall yr electrod hwn weithio'n sefydlog mewn amgylchedd asidig ac o dan amodau potensial uchel. Mae ei strwythur arae tebyg i wialen ar yr wyneb yn gwella gwasgariad wyneb catalyddion. Mae Proton yn mabwysiadu'r dull dyddodiad chwistrellu uniongyrchol i leihau crynhoad catalyddion, sy'n gwneud y Pt/C ac Ir â 0.1 mg/cm2 ac Ir O2 o 0.1 mg/cm2 wedi'i ddyddodi yn y Naf 117 pilen. Mae perfformiad un gell electrolytig yn debyg i berfformiad celloedd electrolytig confensiynol gyda llwyth uchel o gatalyddion (1.8 A cm-2@2V), a all weithio'n sefydlog am 500 awr ar 2.3 V.

 

Gweithdy Cynulliad Ynni Hydrogen SANY

Mae'r gweithdy eang yn rhychwantu 216 metr o hyd a 72 metr o led, gyda thri pharth gwahanol yn cwmpasu ardal gyfunol o tua 15,000 metr sgwâr. Mae Parth A wedi'i neilltuo i'n llinell brosesu peiriannau sydd ar ddod, y bwriedir ei sefydlu yn 2024. Mae Parth B yn gartref i'n llinell gydosod gorsaf ail-lenwi hydrogen, gyda chynhwysedd blynyddol o 20 set o orsafoedd ail-lenwi â thanwydd hydrogen. Yn y cyfamser, mae Parth C yn cynnal ein llinell cydosod offer cynhyrchu hydrogen, sy'n gallu cynhyrchu electrolyzers dŵr alcalïaidd 2GW bob blwyddyn. Dechreuodd y gwaith o adeiladu'r llinell gynhyrchu gyfan hon ym mis Ionawr 2023 a chafodd ei chwblhau'n gyflym, gan arddangos ystwythder SANY a'n gallu ym maes gweithgynhyrchu offer.

1. Gorsaf Waith Robot Weldio

Wedi'i drefnu ar gyfer argaeledd ym mis Medi 2023, mae'r orsaf waith robot weldio yn cynrychioli cyflawniad carreg filltir gan dîm Ymchwil a Datblygu SANY Robotics. Mae'r orsaf arloesol hon yn integreiddio system dad-bacio truss, system trin robotig, system weldio laser, system adnabod gweledol, a system fflipio plât deubegwn. Bob 5 munud, mae plât deubegwn yn cael ei weldio'n ddi-dor gyda'r rhwyll electrod, ac yna'n cael ei drosglwyddo'n gyflym i lawr y llinell ymgynnull. Mae'r broses gwbl awtomataidd hon, o fwydo i weldio, nid yn unig yn gwella effeithlonrwydd ond hefyd yn safoni gweithrediadau, gan leihau'r difrod i haenau plât deubegwn wrth drin a chylchdroi, a thrwy hynny yn codi ansawdd y cynnyrch.

 

2. Weldio Sbot o Dabledi Crwn

Mae defnyddio weldio sbot ar gyfer gosod tabledi crwn yn rhagori ar ddulliau gludo traddodiadol mewn sawl agwedd allweddol. Yn gyntaf, mae'n dileu materion datgysylltu, fel y gwelwyd gyda dulliau sy'n seiliedig ar glud sy'n agored i doddi a phlicio hydoddiant alcali yn ystod gweithrediad electrolyzer, a allai beryglu perfformiad. Yn ail, mae'n sicrhau gosodiad diogel, gan leihau'r risg o gamlinio neu gwympo yn ystod y cynulliad. Yn olaf, mae'n hybu effeithlonrwydd trwy ddileu'r angen am amser sychu sy'n gysylltiedig â dulliau gludo traddodiadol, a thrwy hynny symleiddio'r broses ymgynnull.

 

3. PPS Gwahanydd CNC Cutter

Wedi'i ddefnyddio ym mis Awst 2022, mae'r torrwr gwahanydd PPS awtomataidd A6-2525 yn cynnig ardal weithredu effeithiol o 2500 mm × 2500 mm. Yn cynnwys lleoli is-goch, rheiliau canllaw llinellol manwl uchel, a phinions, mae'r torrwr hwn yn cyflawni cywirdeb torri o fewn ± 0.5 mm. Yn meddu ar gefnogwr 12.5 KW ar gyfer arsugniad gwactod, mae'n sicrhau torri cyson trwy fflatio'r gwahanydd. Mae dyfais fwydo awtomatig yn hwyluso bwydo a thorri di-griw, fel y mae'r gwahanydd gwastad yn cyfleu'n ddi-dor i'r orsaf dorri.

 

4. Proses Weldio Laser Electrode

Yn weithredol ers Rhagfyr 2022, mae gan y peiriant weldio laser electrod awtomatig reolaeth PLC a chydnawsedd ar gyfer electrodau sy'n amrywio o 1{000 i 2500 mm. Gan ddefnyddio uned weldio laser barhaus gadarn 1500W neu uwch, mae'n sicrhau weldio manwl gywir heb fawr o anwastadrwydd echel Z. Mae'r bwrdd cylchdro, sy'n symud llai na 0.5 mm ar yr echel Z, yn cynnal cysondeb hyd ffocal yn ystod weldio. Mae dyluniad tebyg i arc y bloc gwasgu yn sicrhau rhannau'n llawn, tra bod rhaglennu prawf yn galluogi sgipio adrannau gwag yn awtomataidd yn ystod y weldio. Mae weldio laser gyda gwifren llenwi yn gwarantu cywirdeb ± 0.5 mm, gan ildio gwythiennau weldio gwastad, cain, llyfn gyda gorffeniad wyneb gwyn llachar.

Tagiau poblogaidd: hydrogen pem electrolyser, Tsieina hydrogen pem electrolyser gweithgynhyrchwyr, cyflenwyr, ffatri