氢 能 华氢汇智能科技（浙江）有限公司 碱性电解槽重点在电极和隔板 为了防止关键材料限制规模的扩展，碱性电解槽系统已经转向无铂和钴设计并且投入商业化使用。扩大工厂规模可以降低电解槽 BOP 系统的成本，但需要考虑相应的应用场景，比如住宅或交通部门所需的电解槽工厂规模要比工业应用小很多，但可能可以通过现场生产氢气节省输送成本。 在碱性电解槽（ALK）的成本降低策略中，电极和隔板是关键领域。双极板和多孔传输层（PTL）的成本相对较低，因为它们由成本较低的材料制成，如涂镍的不锈钢板，因此不是主要的降本焦点。 主要的降本措施包括： ★提高电流密度：通过技术改进，电流密度可以从0.5A/cm²提升至2-3A/cm²，同时不牺牲效率。一些制造商已经能够通过优化电极隔离器，在2V的电压下实现1.2A/cm²的电流密度。此外，通过使用更薄的隔膜，可以实现2-3W/cm²的功率密度。提高电压效率，减少欧姆损失，并改善电极表面的化学反应也是关键。 ★减少隔膜厚度：降低隔膜厚度可以提高电解效率并减少电力消耗。隔膜越薄，氢氧离子从阴极到阳极的传输阻力越小。然而，过薄的隔膜可能会增加气体渗透的风险，影响安全性，并且耐久性可能降低，因为更容易形成针孔，影响机械强度。因此，ALK电解槽的隔膜厚度应接近PEM和AEM电解槽的水平。目前，PEM电解槽使用的最先进的膜厚度为125-175微米，有潜力进一步降低至20微米。对于ALK电解槽，目前隔膜厚度为460微米，如果能够降低到50微米，可以在1A/cm²的电流密度下将效率从53%提升至75%。 图：不同隔膜厚度的碱性电解槽在不同电压和电流密度下的效率关系 资料来源：IRENA 援引 Schalenbach et al.（2016） 氢 能 华氢汇智能科技（浙江）有限公司 在提升碱性电解槽（ALK）性能的策略中，催化剂的表面积和多孔传输层（PTL）的创新是两个关键点。 ★提升催化剂表面积：尽管ALK电解槽使用的是成本较低的镍基催化剂，但电极设计的传统性和氢氧析出反应的低效率是主要问题。通过增加催化剂的表面积，例如使用Raney-Ni催化剂，可以提高反应效率。然而，提高性能的尝试往往伴随着中等以上的技术难度，并且需要确保长期耐用性，这是Raney-Ni催化剂尚未广泛商业化的原因之一。
★创新多孔传输层：ALK电解槽在PTL的有效利用上还有很大的提升空间。重点在于优化PTL中的质量传输过程，减少碱性PTL中气泡的阻力，以及寻找最佳的保护涂层替代品，以降低阳极侧的层间电阻。
氢 能 华氢汇智能科技（浙江）有限公司 每一款产品，都让您深刻了解华氢汇的专业和专注: 电解槽|极框流道槽自动切割机 Ø设备功能 本设备实现极框流道槽的自动切割。 Ø设备参数 1.重复定位精度：±0.02mm； 2.切割最大速度：20m/min； 3.尺寸切割精度：±0.1mm。 Ø设备优势 1.本设备采用上下双工作台，通过独特设计的自动爬坡交换方式实现快速上下料，降低换料等待时间，提高设计加工效率； 2.设备配有工装夹具，能将极框压平固定后再切割，提高了极框流道槽的切割精度。 3.兼容各种CAD软件，从软件设计、打印到裁切一体化服务。
原文始发于微信公众号（华氢汇智能）：ALK电解槽降本途径
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