Wstitanium kifejlesztett egy sor nagy teljesítményű MMO titán anód termékek, széles körben használják lúgos vizes elektrolízisben (AWE), protoncserélő membrános vízelektrolízisben (PEMWE) és anioncserélő membrános vízelektrolízisben (AEMWE). A vegyes fém-oxid (MMO) titánanódok 30-40%-kal csökkentik az energiafogyasztást a hagyományos nikkelalapú anódokhoz képest. A hidrogéntermelés egységnyi energiafogyasztása 0.5-1.0 kWh/Nm³-rel csökkenthető. Akár 10 000 A/m² áramsűrűséget is elviselnek, ami 2-3-szorosa a hagyományos nikkelalapú anódokénak. Kivételesen hosszú, 10-20 éves élettartammal rendelkeznek, ami 4-8-szorosa a hagyományos nikkelalapú anódokénak. Az elektróda méretei hosszú távú üzem során szinte változatlanok maradnak, biztosítva az elektrolizátor stabil és állandó teljesítményét.
MMO titán anód bevonó rendszer
Az MMO titánanódok teljesítménye elsősorban a bevonat elemeitől, szerkezetétől és előkészítési technológiájától függ. A különböző bevonatok eltérő elektrokémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, így alkalmasak különféle vízelektrolízises hidrogéntermelési technológiákhoz és üzemeltetési körülményekhez. A Wstitanium a következő négy fő bevonatrendszert kínálja a vízelektrolízises hidrogéntermelési ipar számára:
Az irídium-tantál MMO titánanódokat termikus bomlással állítják elő, fő katalitikus aktív komponensként irídium-dioxidot (IrO₂), stabilizátorként és kötőanyagként pedig tantál-pentoxidot (Ta₂O₅) használva. A 80-85%-os IrO₂-tartalom alkalmas rendkívül nagy hatékonyságot igénylő alkalmazásokhoz. A 60-65%-os IrO₂-tartalom alkalmas nagy áramsűrűséghez, magas hőmérséklethez vagy erősen savas környezethez.
- Élettartam ≥ 50 000 óra.
- Jelenlegi hatásfok 95-98%.
- Bevonatvastagság 8-20 μm.
- Áramsűrűség 1000A-5000A/m².
- Tipikus mólarány (Ir02:Ta2O5=70:30).
- Oxigénfejlődési túlfeszültség ≤1.4 V (a SHE-hez képest, 1 A/cm²).
- Protoncserélő membrános (PEM) vízelektrolízis.
- Nagy áramsűrűségű lúgos víz elektrolízis.
- Nagyfeszültségű vízelektrolízis hidrogén előállítására (30-80 bar).
- Tengervíz elektrolízise hidrogén előállítására.
A ruténium-iridium bevonat ruténium-dioxidot (RuO₂) használ katalitikusan aktív komponensként, irídium-dioxidot (IrO₂) a stabilitás javítására, titán-dioxidot (TiO₂) pedig kötőanyagként és hordozóként. Az IrO₂ növeli az oxidációs ellenállást és az élettartamot, miközben magas katalitikus aktivitást tart fenn. A ruténium-iridium-titán bevonat klasszikus bevonat a hidrogén előállításához használt lúgos víz elektrolíziséhez.
- Jelenlegi hatásfok 92-96%.
- Bevonatvastagság 8-20 μm.
- Áramsűrűség 1000A-4000A/m².
- Bevonat ellenállása ≤10⁻⁴Ω・cm
- Tipikus mólarány (RuO₂:IrO₂:TiO₂ = 60:20:20).
- Oxigénfejlődési túlfeszültség ≤1.35 V (a SHE-hez képest, 1 A/cm²).
- Lúgos (KOH/NaOH) víz elektrolízis
- Alacsony és közepes áramsűrűségű (0.2–0.8 A/cm²) elektrolizátor
- Nagyméretű ipari hidrogéntermelő projektek
- Anioncserélő membrános (AEM) vízelektrolízis
A platinabevonatú titánanódokat úgy állítják elő, hogy egy fémes platina réteget visznek fel egy titán hordozó felületére galvanizálással vagy elektrolitikus bevonatolási technikákkal. A vastagság jellemzően 0.5-10 μm. A platina rendkívül magas katalitikus aktivitást mutat mind a hidrogénfejlődési reakcióban (HER), mind az oxigénfejlődési reakcióban (OER). Jó stabilitást mutat mind savas, mind lúgos környezetben.
- Kisméretű vízelektrolízises hidrogéntermelő egység
- Nagy tisztaságú hidrogéntermelés (99.999% és afeletti)
- Elektrolizátorok (pl. ultra alacsony hőmérsékletű, ultra nagy nyomású)
- Rendkívül nagy katalitikus aktivitást igénylő alkalmazások
Kompozit oxid bevonatok
A Wstitanium számos kompozit oxid bevonatrendszert fejlesztett ki. Például a ruténium-iridium-ón-antimon (RuO₂-IrO₂-SnO₂-Sb₂O₅) bevonat rendkívül magas oxigénfejlődési katalitikus aktivitást és jó stabilitást mutat. Az SnO₂ javítja a bevonat vezetőképességét és porozitását. A hidrogéntermeléshez használt lúgos vizes elektrolízis során teljesítménye meghaladja a ruténium-iridium-titán bevonatokét, miközben költsége is összehasonlítható.
- A bevonat fokozott elektrokatalitikus aktivitása.
- Megnövekedett reakcióhatékonyság.
- Stabilabb kristályszerkezet.
- Fokozott korrózióállóság és élettartam.
MMO titán anód összehasonlítás
A megfelelő bevonatrendszer intuitívabb és pontosabb kiválasztásának elősegítése érdekében a Wstitanium részletes összehasonlítást nyújtott öt elterjedt bevonatú MMO titánanód főbb teljesítményparamétereiről. Minden adat a Wstitanium laboratóriuma által a nemzeti szabványoknak szigorúan betartott tesztekből származik. GB / T 45092-2024 „Vízelektrolízissel történő hidrogéntermeléshez használt elektródák teljesítményvizsgálata és értékelése”, valamint hiteles harmadik fél intézmények tesztjelentései.
A teljes táblázat megtekintéséhez húzd balra/jobbra
MMO titán anód szerkezet
Az MMO titánanód alakja és szerkezete kulcsfontosságú tényezők, amelyek befolyásolják az elektrolizátor teljesítményét. A különböző formák eltérő hatékonyságot és fajlagos felületet kínálnak, így alkalmasak a különféle elektrolizátor-kialakításokhoz. A Wstitanium fejlett titánmegmunkálási tapasztalattal rendelkezik, és az Ön elektrolizátor-szerkezete és műszaki követelményei szerint testre szabhatja a különböző formájú és specifikációjú MMO titánanódokat.
Titán lemez anódok
A titán anódok titánlemezekből készülnek vágással, hegesztéssel, felületkezeléssel és bevonattal. Egyszerű szerkezetűek és alacsony költségűek.
- ASTM B 256 Gr1 vagy Gr2
- Vastagság: 0.5-5.0 mm
- Maximum: 23000 mm × 1000 mm
- Vezetőképes csatlakozók: φ6mm-φ20mm
- Nyomásszűrő típusa: alkáli elektrolizátor
- Ipari hidrogén-elektrolizátor
- Alacsony áramsűrűségű (≤0.6 A/cm²) elektrolizáló
- Kis laboratóriumi elektrolizáló
Titán hálós anód
A titán hálós anódok olyan előnyöket kínálnak, mint a nagy fajlagos felület, a jó gázelvezetés és a jó elektrolitáramlás. Ezek az előnyös anódformák.
- Vastagság: 1-5mm
- Rekesz: 1-10 mm
- 2×2mm-10×10mm
- Huzalátmérő: 0.5 mm-2.0 mm
- Lúgos elektrolizátor
- Protoncserélő membrán (PEM)
- Anioncserélő membrán (AEM)
- Nagy áramsűrűség (>0.6 A/cm²)
Cső alakú titán anódok
A cső alakú titánanódok 360°-os mindenirányú kisülést és kiváló hőelvezetést biztosítanak, így alkalmasak cső alakú elektrolitikus cellákhoz.
- Átmérő: φ6mm - φ100mm
- Falvastagság: 0.5-3.0 mm
- Maximális hossz: 6000 mm
- Falvastagság: 0.5-5 mm
- Tengervíz-hidrogéntermelő rendszer
- Nagy teljesítménysűrűségű elektrolizátor
- Magas követelmények a gázkisüléssel szemben
- Nagyfeszültségű elektrolizátor
Kosár MMO titán anód
- Vezetőképes rudak: 10~30 mm.
- Vastagság: 0.5~2 mm.
- Szemméret: 6mm × 3mm - 16mm × 8mm.
- Hengeres elektrolizátor.
- Nagy áramsűrűség.
- Közvetlen tengervíz elektrolízis.
- Magas nyomás, magas hőmérséklet.
Rúd MMO titán anódok
- Átmérő: 2mm - 30mm
- Maximális hossz: 6 méter
- Bevonat vastagság: 5~20μm
- Csőelektrolizátor
- Laboratóriumi elektrolízis készülék
- Spirális áramlású elektrolizátor
- Forgóelektródás elektrolizátor
Egyedi MMO titán anódok
- Tolerancia ±0.05 mm-en belül
- Egyedi MMO bevonat
- Egyedi alak
- Fluoridálló
- Speciális elektrolizátorok
- Mikroelektrolizátorok
- Fotokatalitikus elektrolizátorok
- Elektrokémiai elektrolizátorok
Wstitanium Egyedi Megoldások
A Wstitanium tisztában van azzal, hogy minden vízelektrolízises hidrogéntermelési projektnek egyedi követelményei és üzemi feltételei vannak. Ezért a Wstitanium testreszabott MMO titánanód megoldásokat kínál. Testreszabott szolgáltatásaink a teljes folyamatot lefedik, a bevonatösszetétel tervezésétől és a szerkezeti optimalizálástól a gyártásig, biztosítva a tökéletes illeszkedést az elektrolizáló rendszeréhez.
Áramsűrűség (>3A/cm²)
- Növelje a bevonat vastagságát 12-30 μm-re
- Optimalizálja a porozitást 30-40%-ra
- Javítsa a bevonat vezetőképességét
- Növelje a nemesfém-terhelést
- Gradiens bevonatszerkezet
Magas hőmérséklet (>80 ℃)
- Magas hőmérsékletnek ellenálló elemek (pl. ZrO₂, HfO₂)
- Javítsa a bevonat sűrűségét
- Többrétegű gradiens szerkezet
Nagy nyomás (>30 bar)
- Növelje a bevonat sűrűségét
- Növelje a mechanikai szilárdságot
- Erősítse meg a tömítést
- Vastagabb titán hordozó
Hosszú élettartam (>80 000 óra)
- Nemesfém-tartalom 30-40%
- Többrétegű gradiens szerkezet
- Stabilizátorok és antioxidánsok hozzáadása
- A bevonat mikroszerkezetének optimalizálása
Alacsony költségkövetelmények
- Többkomponensű kompozit oxidbevonat
- Javított nemesfém-felhasználás
- Koncentrált nemesfémek a felületen
- Optimalizált gyártástechnológia
Ingadozó tápegység
- Javított fordított áram ellenállás
- Hozzáadott fordított áramú ellenállási adalékanyagok
- Optimalizált bevonatvezető képesség
- Vastagabb bevonat
Projekt esetek
A Wstitanium MMO titánanódjait világszerte több mint 100 vízelektrolízises hidrogéntermelési projektben alkalmazták sikeresen. Ezek az alkalikus, PEM és AEM eljárásokat foglalják magukban, a laboratóriumi kutatásoktól a nagyméretű ipari hidrogéntermelésig.
1. 80 MW-os „Forrás-Hálózat-Terhelés-Tárolás Hidrogén” projekt
A projekt teljes beépített kapacitása 2 millió kilowatt, beleértve 1.5 millió kilowatt szélenergiát és 500 000 kilowatt fotovoltaikus energiát. Egy 80 MW teljesítményű vízelektrolízises hidrogéntermelő rendszert építenek, amely évente 20 000 tonna zöld hidrogént fog termelni.
- Hőmérséklet: 80 ℃
- Áramsűrűség: 0.4 A/cm²
- Elektrolizátor: Nyomásszűrős lúgos elektrolizátor (30% KOH elektrolit)
- Nyomás: 1.6 MPa, Élettartamkövetelmény: ≥80 000 óra
Titánium oldat
Bevonat: Ruténium-iridium-ón-antimon-oxid bevonat (RuO₂:IrO₂:SnO₂:Sb₂O₅=55:15:20:10). Ez a bevonat nagyobb katalitikus aktivitást, jobb ellenállást a fordított árammal szemben és hosszabb élettartamot kínál. Alkalmas ingadozó tápellátási körülményekhez, megújuló energiával kombinálva. Alak: 3 rétegű hálószerkezet (2×4 mm-es gyémántháló, 1.0 mm-es huzalátmérő). Gyártás: Több mint 2400 nagyméretű hálós anód, összesen több mint 12 000 m²-es reakcióterülettel. Minden terméket 30 napon belül legyártottak.
Eredmények
Az elektrolizátor feszültsége 1.82 V alatt volt, ami 0.08 V-tal alacsonyabb az átlagnál. Az egységnyi hidrogéntermelés energiafogyasztása ≤4.3 kWh/Nm³. Az áramhatásfok ≥96.5%. Ellenállt a zord üzemi körülményeknek, 30% és 110% közötti terhelésingadozással. A feszültségcsökkenési ráta mindössze 0.012%/1000 óra, ami jelentősen jobb, mint a nikkel alapú anódoké. Hasonló üzemi körülmények között a nikkel alapú anódok csökkenési rátája 0.035%/1000 óra. A várható élettartam meghaladja a 90 000 órát.
2. Tengervíz elektrolízise hidrogéntermeléshez
110 kW-os termikusan csatolt tengervízzel működő közvetlen elektrolízises hidrogéntermelő rendszer. Ez a rendszer egy nagy hatékonyságú, stabil és alacsony költségű tengervízzel működő közvetlen elektrolízises hidrogéntermelő technológia fejlesztését célozza, megoldva a hagyományos, édesvízi erőforrásokra támaszkodó vízelektrolízises hidrogéntermelés problémáját.
- pH = 8.2
- Hőmérséklet: 60 ℃
- Oxigénfejlődés ≥95%
- Áramsűrűség: 0.3 A/cm²
- Tengervíz (körülbelül 3.5% kloridiont tartalmaz)
Titánium oldat
Bevonat: Irídium-tantál-ón-oxid bevonat (IrO₂:Ta₂O₅:SnO₂=60:25:15). Ez a bevonat rendkívül erős ellenállást mutat a kloridion-korrózióval szemben, és magas az oxigénfejlődési szelektivitás, hatékonyan elnyomva a klórfejlődési mellékreakciót. Alak: Csőanód (külső átmérő φ20 mm, falvastagság 1.5 mm, hosszúság 1000 mm). A cső falába φ3 mm-es kör alakú lyukakat fúrnak, 10 mm-es lyuktávolsággal.
Eredmények
Az oxigénfejlődés szelektivitása ≥96%, ami hatékonyan elnyomja a kloridfejlődés mellékreakcióját. A klórtermelés 10 ppm alatt van. A cellafeszültség stabilan 1.90 V alatt van, az egység hidrogéntermelésének energiafogyasztása pedig ≤4.5 kWh/Nm³. A feszültségcsökkenési ráta 0.02%/1000 óra. Az anód több mint 5000 órán át stabilan és folyamatosan működött tengervízben jelentős korrózió vagy teljesítményromlás nélkül.
3. 20 MW-os PEM elektrolízis hidrogéntermelő projekt
20 MW-os PEM elektrolízis rendszer hidrogén előállítására, napi 2000 kg hidrogéntermelési kapacitással. A hidrogén tisztasága ≥99.999%.
- Protoncserélő membrános (PEM) elektrolizáló
- Áramsűrűség: 2.0 A/cm²
- Hőmérséklet: 70 ℃
- Nyomás: 3.0 MPa
- Várható élettartam: ≥50 000 óra
Titánium oldat
Bevonati rendszer: Irídium-tantál-oxid bevonat (IrO₂:Ta₂O₅=70:30). Többrétegű gradiens szerkezet kialakítás, amely rendkívül magas savállóságot és stabilitást biztosít. Forma: Porózus titán anód (habosított titán mátrix, porozitás 60%, pórusméret 100μm, vastagság 2 mm).
Eredmények
A cellafeszültség 1.72 V alatt stabilizálódott. Az egység hidrogéntermelésének energiafogyasztása ≤4.7 kWh/Nm³. A hidrogén tisztasága ≥99.999%. Stabil működés több mint 12 hónapig, a teljesítményromlás kevesebb, mint 2%. Várható élettartam akár 60 000 óra.
4. AEM elektrolízis hidrogéntermeléshez
Az AEM elektrolízis hidrogéntermelésben ötvözi az alkáli elektrolizátorok és a PEM elektrolizátorok előnyeit. Olyan előnyökkel büszkélkedhet, mint az alacsony költség, a magas hatásfok és a gyors válaszidő. Fontos jövőbeli fejlesztési irányt képvisel a vízelektrolízises hidrogéntermelési technológia számára.
- Anioncserélő membrán (AEM) elektrolizáló
- Üzemi áramsűrűség: 1.0 A/cm²
- Üzemi hőmérséklet: 60℃
- Elektrolit: 1M KOH oldat
Titánium oldat
Különböző bevonatrendszerekből álló mintákat biztosítottunk tesztelésre, beleértve a ruténium-iridium-titán bevonatokat, az irídium-tantál bevonatokat, az irídium-tantál-ón bevonatokat és a többkomponensű kompozit oxid bevonatokat. Különböző formájú anódmintákat kínáltunk, beleértve a lemezszerű, hálószerű és porózus titánt, valamint különböző hálóméretű és porozitású mintákat.
Eredmények
A többkomponensű kompozit oxid bevonat oxigénfejlődési túlfeszültsége ≤1.38 V (1 A/cm², 60 ℃). Áramhatásfok ≥96%. A hagyományos ruténium-iridium-titán bevonatokhoz képest a felhasznált nemesfémek mennyisége 30%-kal csökken, ami jelentősen csökkenti az AEM elektrolizátorok költségét.
5. 100 MW-os lúgos víz elektrolízis hidrogéntermeléshez
Egy 100 MW-os lúgos vizes elektrolízises hidrogéntermelő rendszer, évi 25 000 tonna zöld hidrogén termeléssel.
- Lúgos elektrolizáló (30% KOH elektrolit)
- Áramsűrűség: 0.6 A/cm²
- Hőmérséklet: 85 ℃
- Nyomás: 2.0MPa
- Élettartam: ≥80 000 óra
Titánium oldat
Bevonat: Ruténium-iridium-titán-oxid bevonat (RuO₂:IrO₂:TiO₂=50:30:20). Ez a bevonat kiváló katalitikus aktivitást és rendkívül nagy stabilitást mutat. Különösen alkalmas nagyméretű ipari hidrogéntermelő projektek hosszú élettartam követelményeire. Kétrétegű hálószerkezet (3×6 mm-es gyémántháló, huzalátmérő 1.2 mm). Réz vezető rudak az érintkezési ellenállás csökkentésére.
Eredmények
A projekt jelenleg építés alatt áll. A Wstitanium befejezte az első terméksorozat gyártását és leszállítását. A termék minőségét a vevő nagyra értékelte. Az elektrolizátor feszültsége 1.85 V alatt lesz stabilizálva. Az egységnyi hidrogéntermelés energiafogyasztása ≤4.4 kWh/Nm³.
FAQ
Az MMO titánanód anódként működik, részt vesz az oxigénfejlődési reakcióban (OER): 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻. Katalizálja az OER-t, csökkentve a túlfeszültséget és az energiafogyasztást. Vezeti az áramot, biztosítva az egyenletes árameloszlást. Végül ellenáll az elektrokémiai korróziónak az elektrolízis során.
A Wstitanium termékek számos nemzetközi szabványnak és tanúsítási követelménynek felelnek meg, beleértve a következőket:
ISO 9001:2015 minőségirányítási rendszer tanúsítása
ISO 45001 Munkahelyi Egészségvédelmi és Biztonsági Irányítási Rendszer Tanúsítása
RoHS tanúsítvány
REACH tanúsítás
CE tanúsítvány.
A fluoridionok az MMO titánanódok „gyilkosai”. Károsítják a titán hordozó felületén lévő passziváló filmet, gödrös korróziót és végül az anód meghibásodását okozva. Már a fluoridionok nyomokban (>1 ppm) is súlyos károkat okozhatnak az anódban.
Szigorúan ellenőrizni kell az elektrolit tisztaságát, hogy megakadályozzuk a fluorid szennyeződések bejutását.
Az elektrolit elkészítéséhez ioncserélt vizet használjon.
Válasszon olyan bevonatrendszert, amely jobban ellenáll a fluoridnak.
Csökkentse az üzemi áramsűrűséget és a hőmérsékletet.
Rendszeresen ellenőrizze az elektrolit fluoridion-tartalmát.
Helyezzen el egy fluorid eltávolító eszközt az elektrolizáló cella előtt.
