Elektrolyt ische Wasserstoff produktions materialien: Vom Nickels chaum zum Edelstahl gewebten Netz

Mit der wachsenden Nachfrage nach sauberer Energie hat die Wasser elektrolyse für die Wasserstoff produktion als wichtige grüne Wasserstoff technologie erhebliche Aufmerksamkeit erlangt. Unter diesen, Elektrolyt ische Wasserstoff produktions materialien Spielen eine entscheidende Rolle für Elektrolyse effizienz, Systems tabilität und Lebensdauer. Derzeit werden häufig verwendete Substrat materialien Nickels chaum, Nickel gewebtes Netz, Nickel-Sinter filz, Titans inter filz, Sinter filz aus Edelstahl und gewebtes Edelstahl gewebe mit jeweils unterschied lichen strukturellen Eigenschaften und Leistungs vorteilen verwendet. Die rationelle Auswahl von Substrat materialien ist der Schlüssel zur Verbesserung der Geräte leistung und-effizienz.

Die Auswahl von Substrat materialien
Nickels chaum: Der "Experte für Wasserstoff produktion" mit einer drei dimensionalen porösen Struktur

Nickels chaum ist ein drei dimensionales poröses Material mit einer Porosität von mehr als 90%, ähnlich einem Schwamm, mit Porengrößen, die auf die Mikrometers kala einstellbar sind. Seine einzigartige Waben struktur bietet nicht nur eine außer gewöhnlich große spezifische Oberfläche, sondern weist auch eine hervorragende elektrische Leitfähig keit, Wärme leitfähig keit und mechanische Festigkeit auf, wodurch sie für verschiedene elektro chemische Systeme geeignet ist, die eine hohe Oberflächen reaktions aktivität erfordern.

Bei der Herstellung von elektrolyti schem Wasserstoff kann Nickels chaum die Gasent wicklung srate und die Reaktions effizienz erheblich verbessern und wird häufig in Wasserstoff energie geräten, Nickel-Wasserstoff-Batterien und Lithium-Ionen-Elektroden verwendet. Sein Herstellungs prozess ist jedoch empfindlich gegenüber Sauerstoff und Verunreinigungen, und seine relativ hohen Kosten bleiben eine der technischen Herausforderungen im Industrialisierung prozess.

A piece of honeycomb-structured nickel foam
Nickel-Gewebtes Netz: Ein hoch effizientes leitfähiges Material mit einer kontroll fähigen Struktur

Nickel gewebtes NetzDas aus hochreinem Nickel draht (Ni ≥ 99,5%) durch Präzisions weben besteht und ist in quadratischen und rechteckigen Öffnungen mit einer einheitlichen Struktur und anpassbaren Abmessungen erhältlich. Es weist eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähig keit auf, verringert den Widerstand effektiv und erhöht die Stromdichte während der elektrolyt ischen Wasserstoff produktion, wodurch die Wasserstoff produktions rate beschleunigt wird.

Nickel gewebtes Netz bietet auch eine gute Korrosions beständigkeit und Flexibilität sowie hervorragende Verarbeitung möglichkeiten. Trotz eines gewissen Oxidations risikos in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luft feuchtigkeit wird Nickel gewebe in den Bereichen chemische Filtration, Galvanik elektroden und elektronisches Wärme management weit verbreitet eingesetzt. Es ist eines der üblicher weise verwendeten und effizienten Elektroden materialien in Elektrolyt systemen.

A piece of nickel woven mesh
Nickel-Sinter filz: Hochleistungs-Mikros truktur material

Nickel-Sinter filz Besteht aus hochreinen Nickel fasern auf Mikron ebene und bildet eine drei dimensionale Maschen struktur durch ein spezielles Verlege verfahren und Hochtemperatur-Vakuums intern mit einstellbarer Porosität. Es besitzt eine aus gezeichnete elektrische Leitfähig keit, Elektrolyt adsorption und mechanische Festigkeit, die in der Lage ist, einen stabilen Betrieb bei hohen Temperaturen von 400-600 ° C aufrecht zu erhalten, was es zu einem idealen Diffusions schicht material in AEM-Elektrolyt zellen macht. Trotz seiner hohen Herstellungs kosten, Verarbeitung schwierigkeiten und möglichen Oberflächen passivierung während des Betriebs ist es aufgrund seiner hervorragenden elektro chemischen Leistung und Korrosions beständigkeit in High-End-Bereichen wie der Herstellung von grünem Wasserstoff, Katalyse, Batterien und Sensoren weit verbreitet.

Multiple square nickel sintered felts stacked together
Titan gesinterter Filz: Der "elektrolyt ische Wächter" in extremen Umgebungen

Titan gesinterter Filz Hergestellt aus feinen Titan fasern, die zu einer drei dimensionalen porösen Struktur mit hoher Porosität und gleichmäßiger Porengröße gesintert sind, besitzt es eine aus gezeichnete Korrosions beständigkeit und chemische Stabilität, die einen stabilen Betrieb bei 600-800 ° C aufrechterhalten kann.

Seine Struktur erleichtert das Eindringen von Elektrolyten und die Gasent wicklung und eignet sich daher besonders für starke oxidative oder alkalische Umgebungen, die häufig als Diffusions schicht oder leitfähiges Material auf der Anoden seite von PEM-und AEM-Elektrolyt zellen verwendet werden. Obwohl es relativ kostspielig ist und unter extremen Bedingungen immer noch ein gewisses Korrosions risiko darstellt, ist es aufgrund seiner Zuverlässigkeit in den Bereichen Chemie ingenieur wesen, Luft-und Raumfahrt und Gesundheits wesen weit verbreitet.

Multiple square titanium sintered felts stacked together
Gesinterte Filz aus Edelstahl: Ein kosten günstiges, vielseitiges Material

Hergestellt durch Komprimieren und Sintern von feinen Edelstahl fasern, Edelstahl-Sinter filz Verfügt über eine einheitliche Struktur mit steuerbarer Porosität, die mechanische Festigkeit mit elektrischer Leitfähig keit kombiniert und so für die meisten Umgebungen zur Herstellung von elektrolyt ischen Wasserstoff geeignet ist.

Seine poröse Struktur fördert eine gleichmäßige Elektrolyt verteilung und Gasent wicklung und gewähr leistet einen stabilen Betrieb und eine hohe Kosten effizienz. Obwohl es etwas weniger leitfähig als Materialien auf Nickel basis ist und anfällig für Oberflächen oxidation ist, bleibt es eine zuverlässige Wahl für Wasserstoff produktions systeme mit angemessener periodischer Wartung.

Multiple square stainless steel sintered felts stacked together
Edelstahl gewebtes Netz: Stabile und dauerhafte strukturelle Unterstützung

Edelstahl gewebtes Netz Es ist aus Edelstahl draht gewebt und verfügt über eine robuste Struktur, unterschied liche Spezifikationen sowie eine hervorragende Druckfest igkeit und Korrosions beständigkeit.

Obwohl seine elektrische Leitfähig keit nicht so hoch ist wie Materialien auf Nickel basis, wurde es häufig als strukturelle Unterstützung und als leitfähige Hilfs schicht in verschiedenen industriellen Elektrolyt vorrichtungen verwendet.

Three square stainless steel woven meshes stacked together
Elektrolyt ische Wasserstoff produktions materialien Schnell referenz tabelle
Tabelle 1: Schnell referenz tabelle für Elektrolyt wasserstoff produktions materialien
Material name Vorteile Nachteile
Nickels chaum
  • Hohe Porosität und spezifische Oberfläche, die die Exposition von aktiven Stellen und das Eindringen von Elektrolyten erleichtert.
  • Gute elektrische Leitfähig keit und chemische Stabilität, geeignet für alkalische Elektrolyt zellen mit hoher Stromdichte.
  • Drei dimensionale Maschen struktur mit aus gezeichneter mechanischer Festigkeit und Unterstützung.
  • Die Zubereitung ist anfällig für Sauerstoff und Schadstoffe, was zu einer verminderten Stabilität führt.
  • Vorbereitung prozess nicht in Massen produktion, was zu hohen Kosten führt.
Nickel gewebtes Netz
  • Gute elektrische Leitfähig keit und Korrosions beständigkeit, geeignet für einen stabilen Betrieb in alkalischen Lösungen.
  • Gute Flexibilität ermöglicht die Verarbeitung in komplexe Formen.
  • Kann Strom als Hilfs elektrode in der Elektrolyse zelle effektiv leiten.
  • Leicht oxidiert und korrodiert in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luft feuchtigkeit, wodurch Stabilität und Lebensdauer verringert werden.
  • Thermische Sprüh beschichtungen neigen zum Ablösen und beeinträchtigen die metallo graphische Qualität.
Nickel gesinterter Filz
  • Hohe Porosität und elektrische Leitfähig keit, geeignet für Elektrolyt zellen mit hoher Stromdichte.
  • Gute chemische Stabilität und Hoch temperatur beständigkeit (400-600 °C).
  • Gute anodische katalytische Aktivität und Stabilität.
  • Schwierig zu verarbeiten und hohe Kosten, Begrenzung der groß angelegten Anwendung.
  • Während des Langzeit betriebs kann sich auf der Oberfläche ein Passivierung sfilm bilden, der die Aktivität beeinflusst.
Titan gesinterter Filz
  • Exponate aus gezeichnete Korrosions beständigkeit und Hoch temperatur stabilität, geeignet für raue elektrolyt ische Umgebungen.
  • Besitzt gute Bioko mpatibilität und Wärme leitfähig keit.
  • Führt hervorragend als Gas diffusions schicht und Elektrode in PEM-Elektrolyt zellen aus.
  • Hohe Kosten grenzen weit verbreitete Anwendung.
  • Korrosion ist unter extremen Bedingungen noch möglich.
Gesinterte Filz aus Edelstahl
  • Zeigt gute mechanische Festigkeit und Zähigkeit, geeignet für Druck auswirkungen zu widerstehen.
  • Gute Korrosions beständigkeit, geeignet für allgemeine industrielle und wässrige Lösungen.
  • Zeigt gute anodische katalytische Aktivität und Korrosions beständigkeit in AEM-Elektrolyt zellen.
  • Die Bildung einer rauen Oxidschicht auf der Oberfläche während des Langzeit betriebs beeinflusst die Aktivität und das Blasen verhalten.
  • Die elektrische Leitfähig keit ist nicht so gut wie die von Materialien auf Nickel basis, was die elektrolyt ische Effizienz beeint rächt igt.
Gewebtes Netz aus Edelstahl
  • Es hat eine gute Korrosions beständigkeit und mechanische Eigenschaften, wodurch es für Elektrolyt zellen mit hoher Stromdichte und hoher Temperatur geeignet ist.
  • Es kann als Elektroden substrat oder Träger material mit einer stabilen Struktur verwendet werden.
  • Eine schlechte elektrische Leitfähig keit erfordert möglicher weise eine zusätzliche Beschichtung, um die Effizienz zu verbessern.
  • Es kann in extremen Umgebungen korrodieren und oxidieren, was sich auf seine Lebensdauer auswirkt.