在碱性电解槽中,阴极产生H2,阳极产生O2,需要用隔膜将H2、O2严格地隔离开来,同时允许电解槽内电路中离子的自由移动。
早期是使用石棉作为隔膜材料,但是石棉在碱性电解液中的溶胀性与石棉对人体的伤害使得其逐渐被淘汰。目前亚洲国家尤其是国内普遍使用的是非石棉基的PPS布,具有价格低廉的优势,但缺点也比较明显,如隔气性差、能耗偏高。而欧美国家在二三十年前就已经使用复合隔膜,这种隔膜在隔气性和离子电阻上具有明显优势,但目前国内还未开发出类似隔膜,完全依赖进口则价格非常昂贵。
碳能科技制氢复合隔膜介绍
隔膜发展对比

一、新型碱性电解水制氢复合隔膜

碳能科技自主开发的新型碱性电解水制氢复合隔膜,由有机聚合物、无机陶瓷粉体及内衬支撑体组成,可广泛应用于碱性电解水制氢。实现了“卡脖子”关键技术的突破,并实现进口替代。碳能科技复合隔膜表面致密、内部多孔,隔气性强,具有永久亲水性和较强的吸碱能力。
碳能科技制氢复合隔膜介绍
碳能科技制氢复合隔膜介绍
其电解性能已达到国际领先水平,具有以下优点:
(1)隔气性好,氢气纯度高达99.9%;
(2)离子电阻低,于30°C、30wt%的KOH溶液中,面电阻≤0.4Ω·cm2);
(3)强碱溶液中结构、组成稳定,使用寿命可达7年以上;
(4)电解能耗可比传统pps布隔膜降低8%~10%;

(5)膜厚度500um,最大有效宽幅可达2米。

参数对比

参数

碳能复合隔膜

PPS布

亲水性:电解液浸润时间接触角(°)

s≤55

min>65

气密性:泡点(bar)

≥1.0

≤0.1

孔隙率(%)

60土10

60-70

电阻:面电阻

(Q·cm2)

≤0.4

(30℃)

>1.0

(30℃)

抗拉强度(N/mm2)

30

40

厚度(um)

500

≥700

最高使用温度

110度

100度

使用寿命(年)

≥7

≥7

二、应用场景:碱性电解水制氢槽体

以1000标方碱性电解水制氢为例,相比于常规PPS隔膜,碳能无机隔膜每年可节约用电成本150万元,预计一年半到两年时间所节约的电力成本就可将隔膜成本拉平。目前,该产品已经在多家制氢厂家投入使用。未来通过实现隔膜的大批量生产,隔膜成本将会进一步降低30-40%。

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关于碳能科技

碳能科技制氢复合隔膜介绍
碳能科技(北京)有限公司成立于2015年,由斯坦福大学博士、国家高层次人才康鹏教授发起成立。公司是一家以电化学技术为平台,致力于二氧化碳资源化利用、电解水制氢、工业废水处理等绿色能源技术的国家高新技术企业。
公司在关键材料如二氧化碳转化利用催化剂、碱性电解水制氢隔膜和反应器等关键材料和设备上拥有自主知识产权专利11项。
公司获得北京市首科基金、壳牌基金会、红杉资本、九智资本、清华泰有基金等多家头部投资机构投资,研发投入超过3000万元。现有全职员工45名,其中博士及博士后3人、硕士12人,拥有1000平米研发实验室,4000平米厂房。公司申报发明专利22项,已授权11项,授权实用新型专利5项,登记软件著作权5件。
碳能科技制氢复合隔膜介绍
来源:碳能科技

原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):碳能科技制氢复合隔膜介绍

根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量达3715万吨,2050年达9690万吨。有分析认为,电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体,在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。 因此,在“双碳”背景下,电解水制氢项目成为了市场关注的热点话题。为促进行业信息流通,艾邦建有制氢产业交流群,聚焦氢气生产、碱水/PEM电解槽(隔膜、极板、催化剂、极框、密封垫片等)、PPS、质子交换膜、钛金属、镍网等产业链上下游,设备,材料,配件等配套资源,欢迎大家加入

作者 808, ab