碱性电解槽多为并联双极性压滤式,催化电极是影响反应过程的核心零部件之一,直接影响整个制氢系统的制氢效率。
关于催化电极的技术路线,碱性电解水制氢催化剂的工艺路线分为电镀法、化学沉积法和热喷涂法3种。热喷涂是目前能解决工业化、高效率、低成本制备高性能碱性电解水制氢催化电极的主流工艺。
1、热喷涂工艺介绍
热喷涂是通过高温热源(电弧、等离子喷涂、燃烧火焰等热源)将材料加热到熔融,半熔融状态的材料通过高速气流使其雾化,喷射在被净化以及粗化的零件表面上,形成一种喷涂层的表面加工工艺。
喷涂合金颗粒通过受热加速后,撞击到基体表面形成涂层的过程中,熔融状态或者高塑形状的粉末颗粒,以一定的飞行速度撞击在基体上与基体相互作用,是形成涂层的重要阶段。
据了解,目前制氢电极的热喷涂工艺多采用等离子熔射技术,大致工艺流程为:工件前处理→选择合适的等离子体→调整电弧功率→供粉料→调整喷涂距离和喷涂角度→调整喷枪与工件的相对运动速度→基体温度控制。
完成热喷涂后,镍网表面布满了镍铝合金,再用浓氢氧化钠溶液浸出,等大部分铝溶解后,会留下很多微孔,此时镍网表面呈立体多孔结构,吸附表面积大大增加,从而带来更高的催化活性,提升制氢效率。
2、热喷涂工艺质量要求
采用原料,原料中镍与铝的混合比,镍纯度99.5%,铝纯度99.6%;
喷涂废料不允许重复利用;
喷涂前进行喷砂处理,以涂层的附着强度;
涂层厚度重量:240g/m2—300g/m2,要有全检记录;
要求镍网弯曲120°时涂层不脱落;
要求喷枪与镍网的喷涂角度合理,均匀喷涂,经纬线得到的喷涂面积;
非喷涂面不得出现高温变色现象,网面不得出现涂层脱落和表面烧损;
喷涂后的网面保持平整,整体形变<5mm;
涂层均匀、无严重折痕和损伤。
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据了解,目前采用热喷涂工艺的碱性制氢电极供应商有保时来、德清恒川、盈锐优创、英凯模、奥德源、江阴科诚、江苏徕阳等。
来源:艾邦氢科技网综合整理
原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):碱性制氢电极主流制备工艺:热喷涂法