泡沫镍在AEM制氢电解槽上的应用

泡沫镍是一种高渗透性、低密度的三维网状泡沫金属材料,是当前材料科学中发展迅速的一种新型材料。泡沫结构使镍金属具有开孔结构,这使其具有出色的渗透性和显著的传热和散热性能。

泡沫镍是通过在具有三维网状结构的特殊高分子材料骨架上进行电镀而制成的,例如聚氨酯,聚酯聚氨酯和其他特殊高分子材料 (海绵)。 电镀完成后,通过烧掉内部聚合物材料并还原金属氧化物,最终制成金属泡沫产品,并通过化学热处理机械加工成型。

泡沫镍具有轻质和导电的特性,是AEM制氢电解槽的关键组成材料之一,为高效和可持续的制氢提供了理想的解决方案。

泡沫镍

1.工作原理

在AEM制氢反应中,泡沫镍被用作电解槽中多孔输送层 (PTL) 的材料,这影响了整个电解系统的效率和稳定性。

镍充当良好的电导体以确保电子通过反应环境中的孔转移。 泡沫镍的三维结构为反应环境提供了良好的支撑,有助于保持电极的稳定性和结构强度。 同时,泡沫镍的多孔结构提供了较大的活性表面积,从而提高了反应速率。

泡沫镍作为AEM电解槽的PTL材料

2.规格

  • 孔数 (PPI)13 ~ 120 (± 5 ~ 10)
  • 孔数/英寸110
  • 面密度 (g/m3)280 ~ 3,000 (± 30 ~ 200)
  • 厚度 (mm)0.5-10 (± 0.05-1.0)
  • 长度/宽度 (mm)70 ~ 500 (± 0.5)
  • 孔径: 20 ppi - 110 ppi
  • 孔隙率: 98%
  • 通孔率≥ 98%
  • 面密度2: 350g/m
  • 几何尺寸: 960毫米 × 长度,可根据要求定制

3.功能

高导电性:

镍是电的良导体,并且泡沫镍的三维结构提供了较高的表面积,这有助于电流的分布。

催化剂:

镍泡沫通常涂覆有催化剂如镍或其它合适的催化剂。 这些催化剂有助于催化水电解反应,该反应将水分解成氢气和氧气。 泡沫结构提供了促进催化剂分布和反应效率的高表面积。

支撑结构:

泡沫镍的三维结构提供了良好的支撑,有助于保持电极的稳定性和结构强度,确保长期运行。

离子传输:

在碱性环境中,镍泡沫允许氢氧根离子 (OH-) 的传输,促进水电解反应。

改善电极活性:

泡沫镍的多孔结构大大增强了反应面积,提高了反应速率,提高了效率。

轻量级:

镍泡沫结构通常比固体材料轻,有助于降低结构的总重量。

4.应用

泡沫镍具有阻尼、减振、降噪、阻燃、过滤、电磁屏蔽等多种功能。 它在电化学工程,化学工程,汽车,石油等领域发挥作用:

电化学工程

应用于AEM电解制氢、电催化工艺、电化学冶金等场景。 它出现在镍氢、镍镉、燃料电池等电池的正、负极位置,使电池的性能成倍提高,泡沫镍-碳复合电极材料也是锂电池的理想材料。

化学工程

可用作催化剂及其载体、过滤介质、介质分离器 (如油水分离器、汽车尾气净化器、空气净化器等),因其比表面积大,故可降低能耗,提高效率。

它可以用作阻尼材料和用于 「热管」 的高效导热 "芯" 材料,可以成倍地提高效率。

功能材料

它可以用作吸收波浪能量的阻尼材料。 可以起到消声、吸振、缓冲电磁屏蔽、隐形技术、阻燃、隔热等作用。

来源:博格工业

https://www.sintered-mesh.com/cn/sinteredmesh/sintered-felt/nickel-foam-aem-hydrogen-production.html

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