پودر فلز متخلخل برای فیلترهای PEM: نیازهای اکسیژن کم با خلوص بالا

هنگام ساخت قطعات برای سیستم های الکترولیز آب غشای تبادل پروتون (PEM)، کیفیت پودر فلز متخلخلبه طور مستقیم بر عملکرد و طول عمر تجهیزات تأثیر می گذارد. تولید هیدروژن سبز نیازمند راه حل های فیلتراسیون قابل اعتمادی است که می توانند در مقابل محیط های خورنده مقاومت کنند و در عین حال هدایت الکتریکی عالی را حفظ کنند. خلوص و محتوای اکسیژن پودرهای فلزی مورد استفاده در عناصر فیلتر متخلخل تعیین می کند که آیا الکترولیزهای PEM به طور موثر کار می کنند یا با خرابی زودرس مواجه می شوند.

درک رابطه بین ویژگی های پودر و عملکرد فیلتر به سازندگان کمک می کند تا مواد مناسب برای کاربردهای انرژی هیدروژن را انتخاب کنند. این مقاله به بررسی این موضوع می‌پردازد که چرا پودر فلز پخته شده با اکسیژن{1} با خلوص بالا،-کم{2}}برای سیستم‌های فیلتراسیون پیشرفته PEM ضروری است و چگونه انتخاب مواد بر نتایج عملیاتی تأثیر می‌گذارد.

 

پودر فلز زینتر شده

1. مشخصات
نام محصول: پودر فلز زینتر شده
کد داخلی: NAVI-2-002
نام تجاری: NAVI Titanium®
اشکال عمومی: گرد، دیسک، ورق، لوله، گرد، نوار، کلاهک یا سفارشی سازی
مواد اولیه:
(1) پودر خالص تیتانیوم --- 0A
(2) فولاد ضد زنگ ---/SS304/SS316/SS316L و غیره
(3) نیکل --- آلیاژهای پایه نیکل / MONEL / INCONEL / هاستلو (C22 / C276)
زمینه های پیشرفته NAVI: PEM، نیمه هادی و الکترونیک، داروسازی و غیره.
2. راهنمای خرید
(1) فرآیند
NAVI Titanium (از سال 2008) می تواند مطابق نقشه های طراحی شما پردازش کند
(2) نمونه
موثر، اقتصادی، با کیفیت بالا
فقط هزینه اولیه قالب ها را برای محصول سفارشی، زینتر کردن با هم برای سفارشات نمونه، صفر بدون صلاحیت بپردازید
(3) پشتیبانی فناوری
حرفه ای-برای-یک سرویس، خوش آمدید با ما تماس بگیرید

هنگامی که جریان الکتریکی از آب عبور می کند، به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می شود. این فرآیند الکترولیز آب PEM نامیده می شود. قطعات فیلتر متخلخل متخلخل متخلخل در این دستگاه ها دائماً در معرض دماهای بالا، شرایط اسیدی و استرس اکسیداتیو قرار دارند. پودرهای فلزی استاندارد که دارای ناخالصی زیاد یا هوای بیش از حد هستند، ساختار تف جوشی را ضعیف می کنند که زنگ زدگی را تسریع می کند و باعث ایجاد مشکلاتی در مقاومت الکتریکی می شود.

استانداردهای ترکیب مواد برای کاربردهای PEM

 

پودر تیتانیوم ساخته شده برای فیلتر کردن انرژی هیدروژن باید کمتر از 0.15 درصد اکسیژن وزنی داشته باشد تا بتواند بهترین عملکرد را داشته باشد. هنگام تولید پودر، شرکت هایی که از روش های اتمیزه کردن خلاء یا هیدروژنه کردن{2}}استفاده می کنند، می توانند میزان اکسیژن دریافتی را کنترل کنند. شکل ذرات بر نحوه تف جوشی آنها تأثیر می گذارد، با پودرهای کروی که متراکم تر از اشکال عجیب و غریب بسته بندی می شوند.

بهینه سازی فرآیند پخت برای رسانایی پیشرفته

 

پیوندهای متالورژیکی که بین ذرات پودر تشکیل می‌شوند مستقیماً تحت تأثیر پروفیل‌های دمایی هستند که در طی پخت استفاده می‌شوند. بسترهای{1}}با خلوص بالا اجازه می‌دهند دمای پخت کمتری داشته باشند و در عین حال همان سطح مقاومت مکانیکی را حفظ کنند. این ساختارهای منافذ ظریفی را که برای فیلتراسیون دقیق مناسب هستند حفظ می کند. کنترل اتمسفر در حین پردازش حرارتی، جذب اکسیژن را متوقف می کند، که به کیفیت الکتریکی آسیب می رساند.

کالیبراسیون دقیق رابطه بین پارامترهای تف جوشی و خواص محصول نهایی بسیار مهم است. مدت زمانی که چیزی در گرمترین نقطه خود باقی می ماند بر نحوه رشد و متخلخل بودن آن تأثیر می گذارد. انتخاب پودر و مهندسی فرآیند توسط سازندگان برای ساخت عناصر فیلتر متخلخل استفاده می شود که نیازهای منحصر به فرد قدرت و نفوذپذیری طرح های مختلف سیستم PEM را برآورده می کند.

تایید کیفیت و تست عملکرد

 

روش‌های مشخص‌سازی اطمینان می‌دهند که اشیایی که ذوب شده‌اند، قبل از قرار گرفتن در سیستم‌های الکترولیز، الزامات طراحی را برآورده می‌کنند. آزمایش نقطه حباب تأیید می کند که منافذ در تمام سطوح عنصر فیلتر به یک اندازه هستند. اندازه‌گیری‌های مقاومت الکتریکی اطمینان حاصل می‌کند که سطوح رسانایی جریان کارآمد را در حین کار امکان‌پذیر می‌سازد.

تماس طولانی‌مدت با الکترولیت‌های اسیدی با آزمایش‌های مقاومت در برابر خوردگی شبیه‌سازی می‌شود. نمونه‌ها از طریق روش‌هایی برای پیری تسریع شده قرار می‌گیرند تا بفهمند در تنظیمات واقعی{2}}در دنیای واقعی چقدر دوام خواهند داشت. مستندسازی ردیابی هر لات پودر این امکان را فراهم می کند که کیفیت مواد اولیه با داده های میدانی مرتبط شود.

مقدار اکسیژن موجود درپودر فلز متخلخلبر نحوه تشکیل لایه های اکسید در حین پخت تأثیر می گذارد. اکسیژن بیش از حد باعث ایجاد لایه هایی از دی اکسید تیتانیوم محافظ در محل تماس ذرات می شود که مقاومت الکتریکی را در کل شبکه متخلخل افزایش می دهد. این موانع اکسیدی جریان جریان را متوقف می کنند و باعث گرمایش موضعی می شوند که مکانیسم های تخریب را سرعت می بخشد.

 

تاثیر عناصر کمیاب بر مقاومت در برابر خوردگی

در تنظیمات PEM اسیدی، حتی مقادیر کمی از آلودگی می‌تواند به عملکرد طولانی مدت- آسیب برساند. ناخالصی‌های آهن زنگ‌زدگی موضعی را تسریع می‌کنند، که باعث ایجاد گودال‌هایی می‌شود که ساختار را ضعیف می‌کند. مقدار کربن موجود در یک ماده بر سرعت تف جوشی و پر شدن منافذ آن تأثیر می‌گذارد. آزمایش تحلیلی میزان ناخالصی ها را اندازه گیری می کند تا اطمینان حاصل شود که استانداردهای تمیزی هر برنامه را برآورده می کنند.

مهندسی توزیع اندازه ذرات پودر

 

ویژگی های منافذ در ساختارهای زینتر شده توسط محدوده اندازه ذرات تنظیم می شود. توزیع اندازه باریک باعث ایجاد شبکه های منفذی یکنواخت می شود که برای نیازهای فیلتراسیون دقیق مناسب هستند. وقتی قطعات درشت و ریز را در یک توزیع دووجهی مخلوط می‌کنید، ساختارهای تخلخلی گرادیان را به دست می‌آورید که میزان نفوذ آب و میزان استحکام آنها را متعادل می‌کند.

سازگاری دسته ای و تکرارپذیری تولید

 

برای تولید تجاری هیدروژن، فیلترها باید با مقادیر زیادی از اجزاء به همان شیوه عمل کنند. تفاوت دسته ای پودر منجر به تفاوت های مشابه در خواص محصول نهایی می شود. هنگام ساخت پودر، کنترل دقیق فرآیند آماری اطمینان حاصل می کند که هر لات یکسان است، که برای ساخت بسیاری از عناصر فیلتر مورد نیاز است.

برای هر دسته تولید، تجهیزات مشخصه خودکار ویژگی های جریان، توزیع اندازه ذرات و چگالی ظاهری را بررسی می کند. هنگامی که انحرافات بالاتر یا کمتر از حد استاندارد اتفاق می افتد، قبل از اینکه پودر به پردازش بیشتر برود، اقدامات اصلاحی انجام می شود. در کاربردهای زیرساختی مهم، این روش تضمین کیفیت عملکرد قابل اعتمادی را که از اجزای فیلتر فلزی متخلخل مورد نیاز است، حفظ می‌کند.

تطبیق خواص پودر با شرایط عملیاتی

 

بسته به نحوه طراحی سیستم، الکترولیزهای PEM می‌توانند در شرایط مختلف دما و فشار کار کنند. سیستم هایی که گرمتر از 80 درجه هستند قوانین سخت تری در مورد میزان خالص بودن دارندپودر فلز متخلخلاست و چقدر خوب متخلخل می شود. به دلیل فشارهای متفاوت بین عناصر فیلتر، آنها باید به اندازه کافی قوی باشند بدون اینکه توانایی خود را برای عبور دادن چیزها از بین ببرند.

هزینه-تجزیه و تحلیل عملکرد برای تولید در مقیاس بزرگ-

 

پروژه‌های هیدروژن سبز که به سطوح گیگاوات می‌رسند، نیازمند راه‌حل‌های مؤلفه‌ای هستند که-مقرون به صرفه باشند. این نوع پودر{2}}با خلوص بالا هزینه بیشتری دارد، اما ماندگاری بیشتری دارد و در سیستم ها بهتر عمل می کند. مدل‌سازی هزینه کل هزینه اولیه مواد، بازده تولید، عملکرد عملیات و تعداد دفعات نیاز به تعویض قطعات را در نظر می‌گیرد.

پشتیبانی فنی و قابلیت های سفارشی سازی

 

تامین کنندگان با دانش در متالورژی پودر و سیستم های انرژی هیدروژن به توسعه فیلترهای PEM پیشرفته کمک می کنند. همکاری فنی به حل مشکلات در طراحی عناصر فیلتر، بهبود فرآیند پخت و بررسی عملکرد آنها کمک می کند. فرمول های پودری سفارشی که متناسب با نیازهای خاص ساخته می شوند، توسعه محصولات جدید را سرعت می بخشند.

کمک فنی که به سرعت پاسخ می‌دهد، مشکلات تولید را برطرف می‌کند و راه‌هایی برای ادامه بهبود اوضاع پیدا می‌کند. در طول مراحل طراحی فیلترها، تامین کنندگانی که با دانش برنامه همراه هستند بسیار مفید هستند. این روش همکاری بین تولید کنندگان فیلترهای فلزی متخلخل و تولید کنندگان پودر منجر به ایده های جدیدی در فناوری های انرژی هیدروژن می شود.

قطعات الکترولیز PEM در راه های جدیدی برای تولید هیدروژن پایدار مورد استفاده قرار می گیرند. کیفیت ازپودر فلز متخلخلبر دوام طولانی مدت سیستم های فیلترینگ یا نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر تأثیر می گذارد. پودر تیتانیوم خالص و کم اکسیژن ساختارهای متخلخل قوی ایجاد می کند که آب و گاز را در شرایط الکترولیتی متخاصم جدا می کند.

ماده ای که یک فیلتر استفاده می کند بر ظرفیت آن برای هدایت الکتریسیته، مقاومت در برابر خوردگی، ماندگاری و عملکرد مداوم تأثیر می گذارد. دانستن کیفیت پودر و نحوه تاثیر آنها بر مواد متخلخل به شما امکان می دهد تصمیمات عاقلانه ای بگیرید که هزینه و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.

تولیدکنندگان قطعات نیازمند تامین کنندگان پودر با کیفیت بالا هستند زیرا استفاده از هیدروژن سبز برای تحقق اهداف انتشار کربن جهانی گسترش می‌یابد. مشارکت رو به رشد بین تولید کنندگان مواد و فیلترها، هیدروژن پاک را به اندازه منابع انرژی جایگزین مقرون به صرفه می کند.

NAVI Titanium Metal Technology Co., Ltd. اکسیژن بالا-خلوص- کم می‌سازد.پودر فلز متخلخلطراحی شده است تا در موقعیت های چالش برانگیز الکترولیز PEM به خوبی کار کند. مهارت های پیشرفته پردازش پودر ما کیفیت مواد یکنواخت را با سطح اکسیژن زیر سطوح بحرانی حفظ می کند. این اطمینان حاصل می کند که عناصر فیلتر شما بهترین رسانایی را دارند و بیشترین طول عمر را دارند. ما ساختارهای سوراخ منحصربفردی را با اندازه های بین 5 تا 80 میکرومتر ارائه می دهیم که مطابق با نیازهای دقیق شما برای حرکت آب و گاز ساخته شده اند. به عنوان تامین کننده پودر فلز پخته شده با تجربه زیاد، تیم فنی ما با تولید کنندگان کار می کند تا مطمئن شود که مشخصات پودر برای هر مجموعه ای از شرایط عملیاتی مناسب است. این به شما کمک می کند تا به سمت تولید هیدروژن سبز بروید که هزینه زیادی ندارد. امروز با تیم مهندسی برنامه های ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای پودر فیلتر PEM خود صحبت کنید:Sales@ntitanium.com.

1. Carmo, M., Fritz, DL, Mergel, J., and Stolten, D. (2013). "بررسی جامع در مورد الکترولیز آب PEM." مجله بین المللی انرژی هیدروژن، به بررسی الزامات مواد برای اجزای الکترولیز از جمله لایه های حمل و نقل متخلخل.

2. Grigoriev, SA, Millet, P., and Fateev, VN (2008). "ارزیابی کربن- نانوذرات Pt و Pd پشتیبانی شده برای واکنش تکامل هیدروژن در الکترولیزهای آب PEM." مجله منابع قدرت، در مورد الزامات پایداری الکتروشیمیایی برای مواد متخلخل رسانا بحث می کند.

3. Schalenbach, M., Carmo, M., Fritz, DL, Mergel, J., and Stolten, D. (2013). "الکترولیز آب PEM تحت فشار: راندمان و متقاطع گاز". مجله بین المللی انرژی هیدروژن، تجزیه و تحلیل پارامترهای عملکرد تحت تاثیر ویژگی های جداکننده متخلخل.

4. Lettenmeier, P., Wang, R., Abouatallah, R., Helmly, S., Morawietz, T., Hiesgen, R., Kolb, S., Burggraf, F., Kallo, J., Gago, AS, and Friedrich, KA (2016). "مجموعه های الکترود غشایی بادوام برای سیستم های الکترولیز غشایی تبادل پروتون که در چگالی جریان بالا کار می کنند." Electrochimica Acta، بررسی عوامل دوام برای اجزای PEM از جمله ساختارهای تیتانیوم متخلخل.

5. Ito, H., Maeda, T., Nakano, A., and Takenaka, H. (2011). "خواص غشاء نافیون تحت شرایط الکترولیز آب PEM." مجله بین المللی انرژی هیدروژن، بررسی الزامات سازگاری مواد در محیط های الکترولیز.

6. Sun, S., Shao, Z., Yu, H., Li, G., and Yi, B. (2014). "تحقیقات در مورد تخریب پشته الکترولیز آب غشایی تبادل پروتون طولانی مدت." مجله منابع برق، مستندسازی مکانیسم های خرابی مربوط به کیفیت لایه انتقال متخلخل.