因此,泡沫镍在碱性制氢电解槽可被用作催化电极,以及在AEM制氢电解槽中可被用作催化电极(小孔)和气体扩散层(大孔)。
碱液制氢电解槽结构示意图
一、泡沫镍材料简介及生产工艺
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。
生产工艺: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。
二、泡沫镍在制氢电解槽上应用
电极是碱性制氢电解槽上发生电化学反应的场所,决定制氢效率的关键,有耐高温、耐碱、表面积大等要求。目前有镍网,镍毡,泡沫镍等应用形态。
在ALK制氢电解槽上,主流应用的是喷涂了雷尼镍的镍网,但也有部分电解槽会采用泡沫镍。泡沫镍的应用,通常情况下,阳极是可直接应用,而阴极会在泡沫基材上再次沉积镍合金催化剂。
圆形电解槽常见技术路线
主极板类型 | 电极类型 | |
1 | 乳凸板(乳头高度、间距、形状不一) | 泡沫镍 |
2 | 镍丝网 | |
3 | 泡沫镍+镍丝网 | |
4 | 平板+纯镍/镀镍支撑网 | 镍丝网 |
5 | 平板+泡沫镍支撑网 | 镍丝网 |
6 | 泡沫镍 |
而在AEM制氢反应中,泡沫镍还可被用作电解槽中多孔输送层 (PTL) 的材料。据了解,AEM电解槽的催化电极也可采用泡沫镍,区别是催化电极的泡沫镍孔径会小一些,而气体扩散层的泡沫镍孔径会大一些。
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。
相关案例有:稳石氢能电解槽设备采用的离聚物膜,提供卓越的化学稳定性,同时实现高离子导电性和机械坚固性。例如,当在阳极处用纯水送入电解槽时,阴离子膜在1.8 V时提供1020 mA/ cm2的电流密度,在200mA/ cm2下使用镍基阳极催化剂和泡沫镍多孔传输层,提供20000小时的超长耐久性。
三、泡沫镍生产厂商
据不完全统计,泡沫镍供应商有河北瑞云丝网、爱蓝天、梧州三和、昆山广嘉源、嘉亿盛患子、苏州佳士德、科力远等。如有错误或遗漏,欢迎进群补充。
1. 梧州三和新材料科技有限公司
梧州三和新材料科技有限公司(HGP)成立于2003年,公司专注于新能源材料和电磁屏蔽材料的研发,主要包括绿氢制备电极新材料;锂离子电池电极新材料;镍氢、镍锌、锌铁液流电池基板材料;特种过滤、散热多孔金属材料;高新电子产品、柔性线路板电磁屏蔽材料等。
公司目前的主营产品有:制氢电极、锂电集流体、导电海绵、导电布、泡沫镍、泡沫铜。公司已成为国际知名的生产发泡镍等泡沫多孔金属的重要基地之一,产品2005年已通过并一直持续维持ISO9001和ISO14001双体系认证,是广西区名牌产品。
2. 爱蓝天高新技术材料(大连)有限公司
爱蓝天高新技术材料(大连)有限公司,简称“爱蓝天”,是一家全球领先的泡沫金属制造商。成立15年来, “性价比第一的产品与服务”一直是爱蓝天的核心竞争力。
公司的主要产品为镍、铜、铁、钴等泡沫金属及合金。其作为电池极板、过滤、散热、催化载体、吸音吸波、电磁屏蔽等材料,广泛应用于能源、医疗、石油、化工、能源等行业。
3. 昆山广嘉源新材料有限公司
昆山广嘉源新材料有限公司地处江浙鱼米之乡、全国百强县之首——昆山市。
公司主要生产产品包括具有自主知识产权的金属基多孔复合功能材料、泡沫金属材料、金属屏蔽材料、多孔金属环保过滤材料等。如多孔泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫铁、泡沫钛、泡沫银、泡沫铁镍、泡沫钴镍、泡沫铜镍、泡沫不锈钢、全方位导电海绵及光触媒铝基网、光触媒泡沫镍、除臭氧铝基网等多用途环保过滤新材料。
产品广泛应用于过滤、屏蔽、散热、催化剂载体、电池行业、集成电子行业、工程及化工过滤、车辆及工程装备轻量化、航空航天等领域。
4. 昆山嘉亿盛电子有限公司
昆山嘉亿盛电子有限公司成立于2005年,坐落于美丽的长江三角洲黄金地带--苏州昆山。
公司拥有一支质素过硬的专业队伍多孔泡沫金属材料团队,多孔泡沫金属材料团队致力于超厚和超薄多孔金属材料系列产品的研制、开发、生产、5销售并提供相关技术咨询服务。
目前研发生产包括泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁及泡沫镍铁、镍饹合金 泡沫银 泡沫铜镍 泡沫镍钻泡沫铝 光触媒过滤泡沫镍等。
5. 苏州佳士德泡沫金属有限公司
苏州佳士德泡沫金属有限公司成立于2012年4月,是中国新能源材料研发公司之一。经过不断创新和诚信经营,公司已与全国23省市、地区建立了广泛的业务合作关系,为中国的改革开放和中国新型材料研发做出了重要贡献。
公司业务范围涉及电池行业、建筑工程、过滤工程、电力工程、电子行业、散热系统及冷却系统等多个领域。
6. 湖南科力远新能源股份有限公司
湖南科力远新能源股份有限公司(简称“科力远”“公司”)成立于1998年,2003年A股上市,代码60478。
在创始人“科技兴国、产业报国”的情怀引领下,公司坚持深耕节能减排事业,长期致力于先进电池及材料的开发与产业化,是集上游矿资源、电池材料、先进电池及管理系统、储能系统、电池回收等产品和服务于一体的国家高新技术企业。
7. 博格工业有限公司
博格工业有限公司成立于2000年,一直致力于设计、开发和制造烧结网,以及一些滤芯,包括烧结网层压板、五层烧结网、烧结金属滤筒、烧结金属滤盘、烧结金属纤维毡、烧结锥形过滤器,打褶烧结网过滤器和带孔金属烧结网。
凭借高机械强度和精确的过滤等级,产品已广泛应用于食品和饮料、航空航天、制药、化工、石油和环保行业。
原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):泡沫镍在制氢电解槽上的应用及供应商名单