目前關(guān)于PEM電解制氫設(shè)備的介紹資料較少，故簡單梳理以下文章供大家參考。
一、PEM電解槽組裝流程
以半自動(dòng)裝配線為例：
-
3人/線（每條線3人）
-
采用30mm后的316不銹鋼做端板。
-
采用PPS-40GF做MEA的粘結(jié)料、采用壓縮帶或者拉桿緊固。
1、加工流程簡述
-
原料：加工好的BP、密封膠、加工好的MEA等。
-
設(shè)備：機(jī)械手、傳送帶、絲網(wǎng)印刷機(jī)、UV爐、熱壓機(jī)、油壓機(jī)、測試臺(tái)
-
工藝：BP——印刷密封膠——上MEA——印刷密封膠——UV固化——3人工堆疊和熱壓——壓緊——安裝外殼以及其他固件——調(diào)整和測試
2、不同規(guī)模下的成本測算
二、PEM?BP 生產(chǎn)流程
1、加工流程簡述：
-
原料：表面硬化（氮化處理）過的316不銹鋼卷材（目前采用鈦板者也居多）
-
工藝：下料——沖壓——化學(xué)清潔——清潔——表面等離子處理——成品
-
設(shè)備：沖切下料機(jī)、沖壓模具、等離子滲氮爐、化學(xué)清洗池、普通清潔池。
2、不同功率電解槽的成本分析：
三、MEA的生產(chǎn)
1、陰極：
-
原料：帶保護(hù)層的PEM膜、催化劑漿料（鉑）
說明：目前水電解制氫所用PEM多為全氟磺酸膜，制備工藝復(fù)雜，長期被美國和日本企業(yè)壟斷，如科慕Nafion?系列膜、陶氏XUS-B204膜、旭硝子Flemion?膜、旭化成Aciplex?-S膜等。其中科慕Nafion?系列膜具有低電子阻抗、高質(zhì)子傳導(dǎo)性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、防氣體滲透性等優(yōu)點(diǎn)，是目前電解制氫選用最多的質(zhì)子交換膜。
-
設(shè)備：涂布機(jī)、干燥爐、掃描儀、視覺識(shí)別儀（品質(zhì)檢查）、傳送帶
-
工藝：卷料——催化劑涂布——干燥固化——品質(zhì)檢查——下工序
2、陽極
-
原料：基層膜（用來承接陽極催化層）、陽極催化劑漿料（DSA—氧化銥、氧化鈦等混合物）
-
設(shè)備：涂布機(jī)、干燥爐、掃描儀、視覺識(shí)別儀（品質(zhì)檢查）、傳送帶
-
工藝：（初始原料為PET等承接催化層的薄膜）承接薄膜卷料——涂布催化層、干燥固化——視覺系統(tǒng)品質(zhì)檢查——下工序
3、CCM合成最終MEA
-
原料：上工序涂覆好的陰極層（帶有PEM膜和催化層）、上工序加工好的陽極層（催化層附在基層膜上）
-
設(shè)備：傳送帶、熱壓輥、掃描儀、視覺識(shí)別系統(tǒng)（品質(zhì)檢查）
-
工藝如下：
四、粉末冶金制作GDL層
-
原料：銅、不銹鋼、鉬等多種金屬粉末（目前有鈦氈、碳?xì)值嚷肪€）
-
設(shè)備：粉末混合攪拌裝置、金屬粉末壓實(shí)設(shè)備、工裝模具、燒結(jié)裝置
-
工藝如下：
金屬粉末——攪拌混合——壓實(shí)成型——燒結(jié)成氈
說明：當(dāng)前陽極采用鈦氈居多；陰極采用碳?xì)志佣唷Ａ斫饘俜勰Y(jié)GDL圖片如下：
（a）GDL 的SEM圖
（b）1cm尺寸上的顯微照片
五、PEM單電池結(jié)構(gòu)
Cathode?Plate:陰極板
Anode Plate：陽極板
Frame：MEA框架（類似于燃料電池）
MEA Cell：膜電極組
Seals：密封構(gòu)件
Porous Ti GDL:PTL或者鈦氈?jǐn)U散層（GDL）
六：BOP(Blance of Plant）
1.電源供應(yīng)
1）電源
2）直流電壓/電流傳感器。
2.去離子水系統(tǒng)
1）氧氣分離器
2）循環(huán)泵
3）各類閥門、管道等
4）儀表（壓力、流量、溫度、電導(dǎo)率等）
5）控制系統(tǒng)
3.制氫干燥系統(tǒng)
1）氫氣分離器
2）閥門、儀表（壓力、溫度、流量等）、管道等
3）控制系統(tǒng)
4.冷卻干燥系統(tǒng)
1）板式換熱器
2）冷卻泵
3）儀表、閥門、管路等
4）干式冷凝器
5.其他
壓縮空氣、氮?dú)?、可燃?xì)怏w檢查儀、通風(fēng)系統(tǒng)等。
以上BOP大概成本結(jié)構(gòu)如下:
結(jié)語：
通過以上PEM制氫的核心部件以及整個(gè)系統(tǒng)的材料構(gòu)成和加工工藝，以及簡單的不同規(guī)模成本分析，是否可以簡單了解未來PEM增效降本的基本路徑？
來源：氫眼所見
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦氫科技網(wǎng)）：PEM制氫設(shè)備工藝和成本簡析
