一、制氢弹性支撑电极介绍
碱性电解槽主体由端压板、密封垫、极板、电板、隔膜等零部件组装而成，电解槽包括数十甚至上百个电解小室，由螺杆和端板把这些电解小室压在一起形成圆柱状或正方形，每个电解小室以相邻的2个极板为分界，包括正负双极板、阳极电极、隔膜、密封垫圈、阴极电极6个部分。
碱性电解槽结构
双极板有乳突结构和平板结构，使用乳突结构双极板时，电极靠双极板的凸点支撑并通电。当双极板为平板机构时，电极与双极板间会安装使用镍板冲压的板网作为支撑和通电。
无论是乳突结构还是板网结构，都属于硬支撑，阴阳极之间的硬接触可能导致隔膜损伤，而且对电解槽内部电解液的流动起着一定的阻碍作用从而影响电解小室的流场。
且传统电解槽设计中，电极与隔膜之间存在0.1mm-3mm的间隙，这限制了电解效率。柔性支撑电极是一种创新的电极结构，它通过在电极与双极板之间引入弹性支撑体，实现电极与极板的紧密贴合，实现了电极与隔膜的完全贴合，从而提高了电解效率。
传统支撑与弹性支撑方式比较，图源：保时来
制氢弹性支撑电极技术主要包括以下几个特点：
- 弹性支撑：采用耐腐蚀材料（如纯镍丝）制成的弹性支撑体，能够适应电解槽内部的微小变形，并确保电极与极板之间的紧密接触，延长使用寿命。
- 零极距设计：电极与隔膜的完全贴合，以及柔性支撑结构的应用，降低了电解槽的内部电阻，提高了电解效率。
- 优化电流分布：弹性支撑电极设计使电流更均匀分布在电极表面，减少极化，从而降低能耗，提高效率。
- 改善气液流动：柔性结构接触点较多，益于气液流动，有助于降低电解液气液比，提升室内部传热传质效率。
- 抑制气泡生成：弹性支撑结构具有气泡切割作用，有效降低气阻，抑制大气泡的生成。
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二、相关厂商
1、奥德源
奥德源自2008年开始从事电化学行业，2009年主导了氯碱电解槽弹性支撑体膜极距改造，优化创新了贵金属电极，研发了过硫酸盐电解槽、过二硫酸及盐酸电解槽等电解装置。
面对ALK槽电极普遍存在铝含量过高的问题，奥德源通过对电极制备工艺的改进，优化喷砂参数及活化方法使得电极表面涂层附着力更强，且铝含量低于0.1%，大大降低了涂层残留的铝对电解液造成污染。
奥德源电极产品，图源：奥德源
奥德源弹性支撑体，摄于奥德源展台
奥德源在低铝电极与弹性支撑体的基础上，创新式地将二者融合，制成弹性支撑体复合电极，其特点：
- 无需与极框焊接，避免了传统焊接工艺对极框镀层的破坏；
- 增强了电极与隔膜的贴合度，实现了真正的膜极距，电效率更高；
- 弹性支撑体复合电极，可降低槽室数量20%左右更具有经济性。
奥德源柔性支撑复合电极单元槽
2、保时来
在传统的电解槽电极支撑结构的基础上，保时来通过结构优化，设计除雾丝网柔性支撑结构（柔性支撑一体化电极），作为乳突结构和板网机构之后的新一代支撑结构，可在同等条件下提高电流密度、降低小室电压和能耗、减少小室数量，从而进一步提升电解槽的性能而且能同时降低电解槽的生产成本。
保时来一体电极的技术迭代
1）碱液除雾丝网的迭代
● 柔性体结构与力学仿真的深度融合
运用先进的三维结构设计和力学仿真技术，通过精确的数值模拟计算，对支撑体的柔性体结构进行了全面优化。这一过程确保能够评估不同设计方案的力学性能，并从中筛选出最优的设计方案。
● 碱液除雾丝网的结构设计迭代
结构设计：结合三维建模与力学仿真，对碱液除雾丝网的结构进行了细致的设计，以确保其在实际应用中的高效性能。
力学性能仿真：通过数值模拟仿真，预测和分析不同设计参数对丝网力学性能的影响，从而实现设计的最优化。
● 碱液除雾丝网的编织技术革新
数值模拟指导：基于优化后的结构模型，利用数值模拟的结果，指导实际的编织工艺，确保丝网的力学性能和功能性达到最佳状态。
自动化编织技术：采用行业领先的自动化编织技术，实现了碱液除雾丝网的高效生产，同时保证了产品的一致性和可靠性。
2）一体电极封边方式的迭代
保时来通过精心设计的柔性支撑一体化电极，实现了电解槽性能的显著提升。这种一体化电极结合了先进的柔性支撑结构和高效催化电极，以确保电解过程的高效和稳定。
保时来对封边技术进行的迭代优化，适应不同的电解槽运行条件。封边方式的选择对于电解槽的长期运行至关重要，因为它直接关系到电解槽内部的杂质管理、碱液流动效率以及温度控制。
优化后的封边技术能够有效减少杂质在电解槽内的积聚，促进碱液的均匀流动，并维持电解槽内部的稳定温度，从而提高了电解槽的整体性能和耐久性。通过这种迭代创新，保时来新材料科技不仅提升了电解槽的运行效率，还增强了其在各种工况下的适应性和可靠性。
3、迪诺拉
迪诺拉是一家专注于电化学领域的全球性跨国公司，是电化学和工业应用领域全球最大的高性能催化涂层和不溶性电极供应商。
图源：迪诺拉
迪诺拉目前碱性水电解槽阴极的特性体现在以下技术方案之中：
- 改进的电极几何形状能够减少气体滞留，并保护离子膜/隔膜分离器；
- 减少平均极间距–零极距结构;
- 采用弹性阴极结构，以保证任何工作条件下的“完全”零极距;
- 增加电极和集电器之间的接触点，通过更均匀的电流分布来减小结构电阻；
- 应用催化阴极涂层，降低氢气析出反应的过电压。
4、星达能源
浙江星达能源科技有限公司总部设在浙江省嘉兴市，集团公司旗下拥有浙江星达能源、通用零部件(精密加工)等子公司和事业部，经过多年的开拓，公司已发展为多元化产品的专业制造型企业。
主营产品为各类紧固件、预制构件、精密加工件、钣金焊接类产品等；公司为各类客户提供定制化服务，产品广泛应用于风电、石油石化、汽轮机、轨道交通、氢能、汽车等领域。
基于对碱性电解槽效率的高要求，星达能源研发出了高效能的电极零极距丝网，可以有效提升电解槽效率。
功能：
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提高电解效率：零极距设计缩短了电子迁移路径，降低了槽电压，提高了电流效率。
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降低能耗：由于电解效率提高，电能消耗相应减少，实验证明能节约5%~30%能耗。
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提高产品纯度：零极距设计减少了副反应的发生，有助于提高了电解产品的纯度。
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延长电极寿命：镍网具有优异的耐腐蚀性和机械强度，使用寿命长。
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安装定位：丝网具有可压缩性，可反复压缩，并且保证一定的回弹性，确保安装之后电极和极板之间形成零极距。
5、江阴科诚
江阴市科诚技术有限公司成立于2009年，是一家专注于精密合金材料和智能装备产业的高新技术企业，在合金材料和自动化机械设备制造领域拥有成熟的产品研发与制造经验。
公司技术和研发实力雄厚，拥有多项发明专利，致力于为客户开发高性能材料和智能高效的自动化设备和系统解决方案。公司产品主要应用于风电、氢能、光伏、复材、汽车、轨道交通等领域。
在氢能领域，江阴科诚专业合金熔炼二十余年，拥有完整的镍丝生产设备和成熟的生产工艺，自产性能优良的纯镍丝。同时，利用先进的全自动数控镍网编织机，经过整经、穿扣、编织到成品，并对镍网目数、平整度等性能进行检验，确保零缺陷品质。
制氢镍电极用弹性网
编织种类：
- 单丝单层/单丝双层
- 双丝单层/双丝双层
压纹方式：人字纹/斜纹
压纹深度：3.5mm~7mm
纹间距：10mm~12mm
6、金松新材
江苏金松新材料是国内第一家制造精密金属延展网的企业，自主研发生产机器，并在26年中五度迭代，取得多项专利。
公司高度重视氢能产业发展，针对制氢设备产品高标准、高要求的产品特性，调整4代机械生产极限参数，并且实施整套流程生产监察体系，从原材料，模切，拉伸，延压，成品，每个环节都保证在受控状态，现今产品最宽可达2500mm，根据客户不同的设计要求，定向研制预电极(支撑网)。
其纯镍支撑网已经广泛应用于大标方碱水电解槽，在国内外多个项目上运行数据均有良好表现。
其自主研发的新一代ALK支撑结构---矩形波纹镍网，大幅增加接触面积，压合紧密，能够承载更大过载电流，有效提升电流密度，分割气泡，降低气阻，从而达到节能降耗的目的。
ALK纯镍支撑网技术要求：
- 材质：N6；
- 镍成分：Ni含量>99.5%；
- 基材厚度：0.2mm；
- 带宽：200-1250mm；
- 网孔形式：菱形；
- 支撑网成型后高度：2-5.5+0.1mm；
- 网片不平度不得超过8-10mm；
- 网孔不得有毛刺、尖角等缺陷；
- 支撑网采用2-5拼成圆（可以切割;压直边;压圆边;整体焊接交付）。
来源：艾邦氢科技网综合整理
