國外資料顯示PEM制氫系統成本結構
國內翻譯PEM制氫系統成本結構
一、PEM制氫系統BOP部分(占整個系統55%)
2)直流電壓/電流傳感器。
2.去離子水循環系統(占BOP22%)
1)氧氣分離器
2)循環泵
3)各類閥門、管道等
4)儀表(壓力、流量、溫度、電導率等)
5)控制系統
3.制氫干燥純化系統(占BOP20%)
1)氫氣分離器
2)閥門、儀表(壓力、溫度、流量等)、管道等
3)控制系統
4.冷卻系統(占BOP8%)
1)板式換熱器
2)冷卻泵
3)儀表、閥門、管路等
4)干式冷凝器
二、PEM電解水電堆結構(占整個系統45%)
1.雙極板(占電解槽體53%)
極板有流道型式
極板無流道型式
2.氣體擴散層GDL(PTL)(占電解槽體成本17%)
金屬氈(陽極)和碳氈(陰極)示意圖
3.密封部件(占槽體3%)
4.端板和組裝(占槽體3%)
矩形和圓形面積
5.膜電極(MEA)(占槽體24%)(這部分如下單獨展開)
1.MEA制備過程(占膜電極42%)
這部分是非常重要的一個環節,因應不同的生產規模,制程工藝也有多種選擇。當然當下最流行的方式就是CCM,又可細分為熱轉印和雙面直涂。本案例是基于雙面直涂方式。
CCM生產步驟1:陰陽側涂布
CCM步驟2:熱轉印復合
2.PEM膜(占膜電極21%)
目前水電解制氫所用PEM多為全氟磺酸膜,制備工藝復雜,長期被美國和日本企業壟斷,如杜邦Nafion?系列膜、陶氏XUS-B204膜、旭硝子Flemion?膜、旭化成Aciplex?-S膜等。其中杜邦Nafion?系列膜具有低電子阻抗、高質子傳導性、良好的化學穩定性、機械穩定性、防氣體滲透性等優點,是目前電解制氫選用最多的質子交換膜。
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3.OER側催化層Lr(25%)
當前的陽極銥催化劑載量在4~12g/m2 量級,Ru 的電催化析氧活性高于Ir,但穩定性差;通過與Ir 形成穩定合金可提高催化劑的活性與穩定性。
氧化銥催化劑
4.HER側催化層Pt(13%)
目前目標是膜電極上的鉑族催化劑總負載量應降低到0.125 1.25g/m2,陰極Pt/C 催化劑的Pt 載量約為4~ 7g/m2。
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由于各種產品的工藝差異、催化劑差異也導致不同家的產品成本構成會略有差異。
由于成本結構既取決于工藝手段,也取決于生產規模和單體大小。大概來說越小的電堆,越小的生產規范,相對單位成本會越高;另在目前PEM還未獲得相對大規模的實際工程驗證數據之前,為了盡可能有好的性能和壽命往往在設計和加工過程都留有較大的材料冗余。所以也會導致成本結構稍微失真。
以上資料僅能給您從實物結構層面提供個大概的參考!
原文始發于微信公眾號(氫眼所見):PEM電解水系統成本結構解析