Siatka cięto-ciągniona z czystego niklu — wzór rybiej łuski dla warstw dyfuzyjnych gazu w elektrolizerze wodorowym

Nie wszystkie siatki elektrodowe powinny być tkane. W przypadku warstw dyfuzyjnych gazu (GDL) i porowatych warstw transportowych (PTL) w elektrolizerach wodoru, ekspandowana siatka niklowa – z charakterystycznym wzorem rombów łuski rybiej – oferuje fundamentalnie inny zestaw zalet: brak krzyżujących się drutów tworzących opór styku, brak skrzyżowań splotu zatrzymujących pęcherzyki gazu oraz płaską, ciągłą powierzchnię, która równomiernie rozkłada obciążenie ściskające na membranę. W Changzhou DLX Alloy Co., Ltd. tniemy i rozciągamy własne arkusze czystego niklu na siatkę ekspandowaną we własnym zakresie – kontrolując grubość arkusza, szerokość drutu, otwór wzdłużny (LWD) i ostateczną płaskość, aby dopasować je do konstrukcji Twojej celi elektrolizera. Pełna identyfikowalność od stopu do siatki przy każdej wysyłce.

Optymalizacja dla Twojej celi?Wyślij nam docelową gęstość prądu, szybkość produkcji gazu na celę i typ membrany. Zalecimy początkowe LWD, szerokość drutu i powierzchnię otwartą – a następnie będziemy iterować na podstawie danych z testów pojedynczej celi.

• Brak skrzyżowań drutów – jednolity kontakt elektryczny– Siatka tkana tworzy punkt oporu styku na każdym skrzyżowaniu drutów. W splocie 40-oczkowym jest to 1600 punktów styku na centymetr kwadratowy, każdy z nich stanowi mikro-om oporu, który sumuje się na powierzchni elektrody. Siatka ekspandowana jest elektrycznie ciągła – prąd przepływa przez sieć drutów bez przekraczania żadnych interfejsów. W stosach elektrolizerów celujących w<1,8 V na celę przy 500 mA/cm², eliminacja tych mikro-oporów ma znaczenie.
• Geometria rombów zaprojektowana do uwalniania gazu– Gładkie, rombowe otwory siatki ekspandowanej są kształtowane przez proces rozciągania – a nie przez szczelinę między okrągłymi drutami. Pęcherzyki wodoru i tlenu ślizgają się po ściankach drutów i wydostają z przestrzeni elektrody bez utknięcia w ostrych narożnikach drut-drut. Przekłada się to na niższy nadpotencjał pęcherzyków, który staje się dominującym mechanizmem strat powyżej 300–400 mA/cm².
• Płaska powierzchnia – równomierne ściskanie membrany– Siatka ekspandowana leży płasko, ponieważ jest wykonana z płaskiego arkusza. Druty i połączenia znajdują się w tej samej płaszczyźnie. Pod naciskiem stosu obciążenie rozkłada się równomiernie na powierzchni membrany – brak punktów wysokich zgrubień drutów, które koncentrują naprężenia i przyspieszają ścieranie membrany przez tysiące godzin pracy.
• W pełni wyżarzona – idealnie płaska, bez sprężystości– Po ekspansji siatka jest wyżarzana w kontrolowanej atmosferze, aby usunąć odkształcenia plastyczne powstałe w procesie cięcia i rozciągania. Siatka wychodzi płaska i pozostaje płaska – nie zwija się po podniesieniu, nie sprężynuje po ściśnięciu. W przypadku zautomatyzowanych linii montażowych stosów wykorzystujących robotyczne pobieranie i umieszczanie, ta przewidywalność jest kluczowa.
• Monolityczna – nie rozplątuje się na krawędziach– Siatka tkana przycięta do wymiarów ramy celi pozostawia odsłonięte końce drutów na każdej krawędzi cięcia. Pod naciskiem stosu te końce drutów mogą się przesuwać, wystawać i stykać z sąsiednimi celami. Siatka ekspandowana nie ma luźnych końców drutów – jest to jeden ciągły kawałek niklu. Krawędzie cięcia są gładkie i stabilne.
• Od naszego arkusza niklu do Twojej siatki – ta sama placówka, ten sam system jakości– Taśma niklowa, która zasila naszą prasę ekspandującą, była walcowana z naszego własnego wlewka w naszym własnym walcowni. Kontrolujemy skład chemiczny, grubość, wyżarzanie i ekspansję. Żaden podwykonawca nie wprowadził zanieczyszczeń między stop a Twoją elektrodę.

Większość siatek ekspandowanych na rynku zaczyna się od zakupionego arkusza niklu – producent siatek nie ma kontroli nad składem chemicznym, historią walcowania ani stanem powierzchni surowca. W DLX proces rozpoczyna się od naszych własnych wlewków czystego niklu. Walcujemy je na gorąco do taśmy, walcujemy na zimno do określonej grubości, tniemy do szerokości wymaganej przez nasze narzędzia do ekspansji i rozciągamy na naszej prasie ekspandującej. Cała sekwencja odbywa się w jednym zakładzie pod jednym systemem jakości.

Dlaczego ma to znaczenie dla wydajności elektrolizera? Ponieważ skład chemiczny powierzchni arkusza niklu – zanim jeszcze trafi do prasy ekspandującej – określa skład chemiczny powierzchni gotowej siatki. Jeśli arkusz został zanieczyszczony żelazem z walców stalowych w zewnętrznej walcowni, to żelazo jest teraz osadzone na powierzchni Twojej siatki elektrody. Będzie się ono rozpuszczać w elektrolicie KOH przez setki godzin pracy, osadzać się na katodzie i zwiększać nadpotencjał. Zapobiegamy temu, wykonując walcowanie samodzielnie, w zakładzie, gdzie walce stykają się tylko ze stopami niklu.

• Zintegrowany zakład o powierzchni 12 000 m²– topienie, walcowanie na gorąco, walcowanie na zimno, cięcie, ekspansja, wyżarzanie, prostowanie i inspekcja. Nikiel od wlewka do siatki elektrody.
• Grubość arkusza 0,15–0,50 mm; szerokość drutu 0,4–1,2 mm; LWD 1,5–6,0 mm; niestandardowa powierzchnia otwarta 30–65%.
• ISO9001 z pełną identyfikowalnością od stopu do siatki; akredytacja SGS; dostępna inspekcja BV i TÜV.

Źródło: katalog produktów DLX Alloy. Skład chemiczny certyfikowany od wlewka do gotowej siatki.

Dostępna inspekcja stron trzecich przezSGS, BV lub TÜV. Darmowa próbka 5 arkuszy dla pierwszych ocen OEM elektrolizerów.

Zależy od docelowej gęstości prądu. Poniżej 300 mA/cm², różnica jest marginalna – oba typy siatek działają odpowiednio. Powyżej 350 mA/cm², zarządzanie pęcherzykami gazu staje się dominującym mechanizmem strat, a gładkie, rombowe otwory siatki ekspandowanej zazwyczaj wykazują o 15–30 mV niższy nadpotencjał pęcherzyków niż równoważna siatka tkana. Możemy dostarczyć oba typy – podaj docelową gęstość prądu, a my doradzimy, lub możemy wysłać próbki każdego z nich do testów porównawczych w pojedynczej celi.

Tak. Wyślij nam próbkę swojej obecnej siatki – zmierzymy LWD, SWD, szerokość drutu, grubość arkusza i powierzchnię otwartą, a następnie wyprodukujemy siatkę ekspandowaną dopasowaną do tych parametrów w wybranym przez Ciebie gatunku niklu. Jest to powszechny pierwszy krok, gdy OEM elektrolizerów kwalifikują drugiego dostawcę.

Nie w DLX. Nasze narzędzia do prasy ekspandującej są wykonane z materiałów kompatybilnych z niklem. Jest to jeden z powodów, dla których przenieśliśmy ekspansję do własnego zakładu – zewnętrzne firmy zajmujące się ekspansją, używające standardowych matryc ze stali narzędziowej, wprowadzały zanieczyszczenie żelazem, które pojawiało się w analizach elektrod naszych klientów po ich wycofaniu. Wyeliminowaliśmy ten czynnik.

Tak. Siatka ekspandowana przyjmuje elektroosadzony nikiel Raneya, powłoki katalizatorów natryskiwanych termicznie i warstwy katalizatorów nakładanych metodą zawiesinową. Ponieważ powierzchnia drutu jest płaska, a nie zakrzywiona jak w drucie tkanym, jednolitość grubości powłoki jest zazwyczaj lepsza. Otwory rombowe są wystarczająco duże, aby roztwór powłokowy mógł czysto spłynąć – bez tworzenia się mostków lub zatykania otworów.

Nowe kombinacje LWD i szerokości drutu wymagają nowych narzędzi do ekspansji – zazwyczaj zestawu matryc do cięcia. Czas realizacji narzędzi wynosi 3–4 tygodnie. Po wykonaniu narzędzi produkujemy próbne arkusze do Twojej oceny. Jeśli inwestycja w narzędzia jest znacząca, zazwyczaj amortyzujemy ją w pierwszej kolejności zamówienia produkcyjnego. Skontaktuj się z nami ze swoimi docelowymi parametrami siatki, a my przedstawimy ocenę wykonalności narzędzi w ciągu 48 godzin.