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在堿性電解槽中,陰極產(chǎn)生H2,陽極產(chǎn)生O2,需要用隔膜將H2、O2嚴(yán)格地隔離開來,同時允許電解槽內(nèi)電路中離子的自由移動。
早期是使用石棉作為隔膜材料,但是石棉在堿性電解液中的溶脹性與石棉對人體的傷害使得其逐漸被淘汰。目前亞洲國家尤其是國內(nèi)普遍使用的是非石棉基的PPS布,具有價格低廉的優(yōu)勢,但缺點也比較明顯,如隔氣性差、能耗偏高。而歐美國家在二三十年前就已經(jīng)使用復(fù)合隔膜,這種隔膜在隔氣性和離子電阻上具有明顯優(yōu)勢,但目前國內(nèi)還未開發(fā)出類似隔膜,完全依賴進(jìn)口則價格非常昂貴。
碳能科技制氫復(fù)合隔膜介紹
隔膜發(fā)展對比

一、新型堿性電解水制氫復(fù)合隔膜

碳能科技自主開發(fā)的新型堿性電解水制氫復(fù)合隔膜,由有機(jī)聚合物、無機(jī)陶瓷粉體及內(nèi)襯支撐體組成,可廣泛應(yīng)用于堿性電解水制氫。實現(xiàn)了“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)的突破,并實現(xiàn)進(jìn)口替代。碳能科技復(fù)合隔膜表面致密、內(nèi)部多孔,隔氣性強(qiáng),具有永久親水性和較強(qiáng)的吸堿能力。
碳能科技制氫復(fù)合隔膜介紹
碳能科技制氫復(fù)合隔膜介紹
其電解性能已達(dá)到國際領(lǐng)先水平,具有以下優(yōu)點:
(1)隔氣性好,氫氣純度高達(dá)99.9%;
(2)離子電阻低,于30°C、30wt%的KOH溶液中,面電阻≤0.4Ω·cm2);
(3)強(qiáng)堿溶液中結(jié)構(gòu)、組成穩(wěn)定,使用壽命可達(dá)7年以上;
(4)電解能耗可比傳統(tǒng)pps布隔膜降低8%~10%;

(5)膜厚度500um,最大有效寬幅可達(dá)2米。

參數(shù)對比

參數(shù)

碳能復(fù)合隔膜

PPS布

親水性:電解液浸潤時間接觸角(°)

s≤55

min>65

氣密性:泡點(bar)

≥1.0

≤0.1

孔隙率(%)

60土10

60-70

電阻:面電阻

(Q·cm2)

≤0.4

(30℃)

>1.0

(30℃)

抗拉強(qiáng)度(N/mm2)

30

40

厚度(um)

500

≥700

最高使用溫度

110度

100度

使用壽命(年)

≥7

≥7

二、應(yīng)用場景:堿性電解水制氫槽體

以1000標(biāo)方堿性電解水制氫為例,相比于常規(guī)PPS隔膜,碳能無機(jī)隔膜每年可節(jié)約用電成本150萬元,預(yù)計一年半到兩年時間所節(jié)約的電力成本就可將隔膜成本拉平。目前,該產(chǎn)品已經(jīng)在多家制氫廠家投入使用。未來通過實現(xiàn)隔膜的大批量生產(chǎn),隔膜成本將會進(jìn)一步降低30-40%。

碳能科技制氫復(fù)合隔膜介紹

關(guān)于碳能科技

碳能科技制氫復(fù)合隔膜介紹
碳能科技(北京)有限公司成立于2015年,由斯坦福大學(xué)博士、國家高層次人才康鵬教授發(fā)起成立。公司是一家以電化學(xué)技術(shù)為平臺,致力于二氧化碳資源化利用、電解水制氫、工業(yè)廢水處理等綠色能源技術(shù)的國家高新技術(shù)企業(yè)。
公司在關(guān)鍵材料如二氧化碳轉(zhuǎn)化利用催化劑、堿性電解水制氫隔膜和反應(yīng)器等關(guān)鍵材料和設(shè)備上擁有自主知識產(chǎn)權(quán)專利11項。
公司獲得北京市首科基金、殼牌基金會、紅杉資本、九智資本、清華泰有基金等多家頭部投資機(jī)構(gòu)投資,研發(fā)投入超過3000萬元。現(xiàn)有全職員工45名,其中博士及博士后3人、碩士12人,擁有1000平米研發(fā)實驗室,4000平米廠房。公司申報發(fā)明專利22項,已授權(quán)11項,授權(quán)實用新型專利5項,登記軟件著作權(quán)5件。
來源:碳能科技

原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦氫科技網(wǎng)):碳能科技制氫復(fù)合隔膜介紹

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作者 li, meiyong

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