Stručná analýza procesu a nákladov zariadenia na výrobu vodíka PEM

Vezmite si ako príklad poloautomatickú montážnu linku:

1) 3 osoby/rad (3 osoby na riadok)

2) Ako koncovú dosku použite 30 mm nehrdzavejúcu oceľ 316.

3) Použite PPS-40GF ako spojovací materiál MEA a na upevnenie použite kompresné pásy alebo spojovacie tyče.

1. Stručný popis procesu spracovania

1) Suroviny: spracované BP, tmel, spracované MEA atď.

2) Vybavenie: manipulátor, dopravný pás, sieťotlač, UV pec, horúci lis, hydraulický lis, skúšobná stolica

3) Proces: BP - Tlačený tmel - MEA - Tlačený tmel - UV vytvrdzovanie - 3 ručné stohovanie a lisovanie za tepla - Lisovanie - Inštalácia plášťa a ďalšieho firmvéru - Nastavenie a testovanie

2. Výpočet nákladov v rôznych mierkach

1. Stručný popis procesu spracovania:

1) Surovina: povrchovo tvrdená (nitridovaná) cievka z nehrdzavejúcej ocele 316 (väčšina z nich v súčasnosti používa titánové platne)

2) Proces: vysekávanie - razenie - chemické čistenie - čistenie - povrchová plazmová úprava - hotový výrobok

3) Vybavenie: dierovacie a vysekávacie stroje, raznice, plazmové nitridačné pece, chemické čistiace bazény a bežné čistiace bazény.

2. Analýza nákladov elektrolyzérov s rôznymi výkonmi:

1. Katóda:

1) Suroviny: PEM membrána s ochrannou vrstvou, kaša katalyzátora (platina)

Poznámka: V súčasnosti väčšina PEM používaných na výrobu vodíka prostredníctvom elektrolýzy vody sú membrány kyseliny perfluórsulfónovej. Proces prípravy je zložitý a dlho monopolizovaný americkými a japonskými spoločnosťami, ako sú membrány série Chemours Nafion™, membrány Dow XUS-B204, membrány Asahi Glass Flemion® a Asahi Kasei. Membrána Aciplex®-S atď. Medzi nimi membrány radu Chemours Nafion™ majú výhody nízkej elektronickej impedancie, vysokej protónovej vodivosti, dobrej chemickej stability, mechanickej stability a prevencie priepustnosti plynov. V súčasnosti sú to najbežnejšie používané membrány na výmenu protónov na elektrolytickú výrobu vodíka.

2) Vybavenie: lakovací stroj, sušiaca pec, skener, vizuálny identifikátor (kontrola kvality), dopravný pás

3) Postup je nasledovný:

Materiál cievky - povlak katalyzátora - sušenie a vytvrdzovanie - kontrola kvality - ďalší proces

2.Anóda

1) Suroviny: základná membrána (používa sa na vytvorenie anódovej katalytickej vrstvy), kaša anódového katalyzátora (DSA-zmes oxidu irídia, oxidu titaničitého atď.)

2) Vybavenie: lakovací stroj, sušiaca pec, skener, vizuálny identifikátor (kontrola kvality), dopravný pás

3) Proces je nasledovný: (Počiatočná surovina je PET a iné filmy, ktoré preberajú katalytickú vrstvu)

Prevezmite kotúče fólie - nanášanie katalytickej vrstvy, sušenie a vytvrdzovanie - vizuálna kontrola kvality systému - ďalší proces

3. CCM syntetizuje konečnú MEA

1) Suroviny: katódová vrstva (s membránou PEM a katalytickou vrstvou) potiahnutá v predchádzajúcom procese, anódová vrstva spracovaná v predchádzajúcom procese (katalytická vrstva pripojená k základnej fólii)

2) Vybavenie: dopravný pás, horúci prítlačný valec, skener, systém vizuálneho rozpoznávania (kontrola kvality)

3) Postup je nasledovný:

1. Suroviny: meď, nehrdzavejúca oceľ, molybdén a iné kovové prášky (v súčasnosti sú k dispozícii titánová plsť, uhlíková plsť a iné spôsoby)

2. Vybavenie: zariadenie na miešanie prášku, zariadenie na zhutňovanie kovového prášku, nástrojová forma, spekacie zariadenie

3. Postup je nasledovný:

Kovový prášok - miešanie a miešanie - zhutňovanie a tvarovanie - spekanie do plsti

Poznámka: V súčasnosti sa ako anóda väčšinou používa titánová plsť; uhlíková plsť sa väčšinou používa ako katóda. Ďalší obrázok kovového prášku spekaného GDL je nasledujúci:

(a) SEM obraz GDL

(b) Mikrofotografia s veľkosťou 1 cm

Katódová doska

Anódová doska

Rám: MEA rám (podobný palivovým článkom)

MEA Článok: Membrána Elektróda Skupina

Tesnenia: tesniace komponenty

Porézna Ti GDL: PTL alebo titánová plsťová difúzna vrstva (GDL)

1.Napájanie

1) Napájanie

2) Senzor jednosmerného napätia/prúdu.

2. Systém deionizovanej vody

1) Odlučovač kyslíka

2) Obehové čerpadlo

3) Rôzne ventily, potrubia atď.

4) Prístroje (tlak, prietok, teplota, vodivosť atď.)

5) Riadiaci systém

3. Systém sušenia výroby vodíka

1) Odlučovač vodíka

2) Ventily, prístroje (tlak, teplota, prietok atď.), potrubia atď.

3) Riadiaci systém

4. Systém chladenia a sušenia

1) Doskový výmenník tepla

2) Chladiace čerpadlo

3) Nástroje, ventily, potrubia atď.

4) Suchý kondenzátor

5.Ostatné

Stlačený vzduch, dusík, detektory horľavých plynov, ventilačné systémy atď.

Približná štruktúra nákladov vyššie uvedeného BOP je takáto:

Záver:

Prostredníctvom vyššie uvedených základných komponentov výroby vodíka PEM, ako aj materiálového zloženia a technológie spracovania celého systému, ako aj jednoduchej analýzy nákladov rôznych mierok, môžeme jednoducho pochopiť základnú cestu k zvýšeniu efektívnosti a zníženiu nákladov na PEM. v budúcnosti?

Zobraziť viac