Een korte analyse van het proces en de kosten van PEM-waterstofproductieapparatuur

Neem bijvoorbeeld een semi-automatische assemblagelijn:

1) 3 personen/rij (3 personen per rij)

2) Gebruik 30 mm roestvrij staal 316 als eindplaat.

3) Gebruik PPS-40GF als bindmateriaal voor MEA en gebruik compressieriemen of trekstangen om het vast te maken.

1. Korte beschrijving van het verwerkingsproces

1) Grondstoffen: bewerkte BP, kit, bewerkte MEA, enz.

2) Apparatuur: manipulator, transportband, zeefdrukmachine, UV-oven, hete pers, hydraulische pers, testbank

3) Proces: BP - Bedrukt afdichtingsmiddel - MEA - Bedrukt afdichtingsmiddel - UV-uitharding - 3 handmatig stapelen en warmpersen - Persen - Installatie van de behuizing en andere firmware - Aanpassing en testen

2.Kostenberekening onder verschillende schalen

1. Korte beschrijving van het verwerkingsproces:

1) Grondstof: oppervlaktegehard (genitreerd) 316 roestvrijstalen spoel (de meeste gebruiken momenteel titaniumplaten)

2) Proces: stansen - stansen - chemische reiniging - reiniging - oppervlakteplasmabehandeling - eindproduct

3) Apparatuur: pons- en stansmachines, stansmatrijzen, plasmanitreerovens, chemische reinigingsbaden en gewone reinigingsbaden.

2.Kostenanalyse van elektrolyzers met verschillende vermogens:

1.Kathode:

1) Grondstoffen: PEM-membraan met beschermlaag, katalysatorslurry (platina)

Opmerking: Momenteel zijn de meeste PEM's die worden gebruikt voor waterstofproductie door middel van waterelektrolyse perfluorosulfonzuurmembranen. Het voorbereidingsproces is complex en is al lang gemonopoliseerd door Amerikaanse en Japanse bedrijven, zoals Chemours Nafion™ series membranen, Dow XUS-B204 membranen, Asahi Glass Flemion® membranen en Asahi Kasei. Aciplex®-S membranen, enz. Van deze membranen hebben Chemours Nafion™ series membranen de voordelen van lage elektronische impedantie, hoge protongeleiding, goede chemische stabiliteit, mechanische stabiliteit en gaspermeabiliteitspreventie. Ze zijn momenteel de meest gebruikte protonuitwisselingsmembranen voor elektrolytische waterstofproductie.

2) Apparatuur: coatingmachine, droogstoof, scanner, visuele identificatie (kwaliteitscontrole), transportband

3) Het proces verloopt als volgt:

Spoelmateriaal - katalysatorcoating - drogen en uitharden - kwaliteitscontrole - volgend proces

2. Anode

1) Grondstoffen: basismembraan (gebruikt om de anode-katalytische laag te vormen), anode-katalysatorslurry (DSA-mengsel van iridiumoxide, titaniumoxide, enz.)

2) Apparatuur: coatingmachine, droogstoof, scanner, visuele identificatie (kwaliteitscontrole), transportband

3) Het proces verloopt als volgt: (De oorspronkelijke grondstof is PET en andere films die de katalytische laag vormen)

Filmrollen uitvoeren - coaten van katalytische laag, drogen en uitharden - visuele systeemkwaliteitsinspectie - volgend proces

3. CCM synthetiseert de uiteindelijke MEA

1) Grondstoffen: kathodelaag (met PEM-membraan en katalytische laag) gecoat in het vorige proces, anodelaag verwerkt in het vorige proces (katalytische laag bevestigd aan de basisfilm)

2) Apparatuur: transportband, hete drukrol, scanner, visueel herkenningssysteem (kwaliteitscontrole)

3) Het proces verloopt als volgt:

1. Grondstoffen: koper, roestvrij staal, molybdeen en andere metaalpoeders (momenteel zijn titaniumvilt, koolstofvilt en andere routes beschikbaar)

2. Apparatuur: poedermengapparaat, metaalpoedercompacteringsapparatuur, gereedschapsmal, sinterapparaat

3. Het proces verloopt als volgt:

Metaalpoeder - roeren en mengen - verdichten en vormen - sinteren tot vilt

Let op: Momenteel wordt titaniumvilt meestal gebruikt als anode; koolstofvilt wordt meestal gebruikt als kathode. Een andere afbeelding van metaalpoeder gesinterd GDL is als volgt:

(a) SEM-afbeelding van GDL

(b) Fotomicrografie op 1 cm grootte

Kathodeplaat

Anodeplaat

Frame: MEA-frame (vergelijkbaar met brandstofcellen)

MEA-cel: membraan-elektrodegroep

Afdichtingen: afdichtingscomponenten

Poreuze Ti GDL:PTL of titanium viltdiffusielaag (GDL)

1. Stroomvoorziening

1) Voeding

2) DC-spannings-/stroomsensor.

2. Gedemineraliseerd watersysteem

1) Zuurstofafscheider

2) Circulatiepomp

3) Diverse kleppen, leidingen, etc.

4) Instrumenten (druk, stroming, temperatuur, geleidbaarheid, enz.)

5) Controlesysteem

3. Waterstofproductie droogsysteem

1) Waterstofafscheider

2) Kleppen, instrumenten (druk, temperatuur, stroming, etc.), pijpleidingen, etc.

3) Controlesysteem

4. Koel- en droogsysteem

1) Platenwarmtewisselaar

2) Koelpomp

3) Instrumenten, kleppen, pijpleidingen, enz.

4) Droge condensor

5.Overige

Perslucht, stikstof, detectoren voor brandbare gassen, ventilatiesystemen, enz.

De geschatte kostenstructuur van de bovenstaande BOP is als volgt:

Conclusie:

Kunnen we op basis van de bovenstaande kerncomponenten van PEM-waterstofproductie, evenals de materiaalsamenstelling en verwerkingstechnologie van het hele systeem, en een eenvoudige kostenanalyse van verschillende schaalgroottes, op eenvoudige wijze het basispad begrijpen om de efficiëntie te verhogen en de kosten van PEM in de toekomst te verlagen?

Bekijk meer