氢能百问之十七：乳突和平板电解槽技术路线的选择

2024-06-24 17:30 水电解

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之前文章谈论过相关碱性水电解制氢电解槽的不同技术路线/材料选择，可点击链接进行阅读。
本篇文章主要介绍目前主流的两种技术路线的区别和未来。

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一、两种技术路线简单介绍

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两种技术路线的区别主要在主极板上，即极框中间部分，目前比较主流的分为平板和乳突板，详见下图：

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平板电解槽用极板



乳突结构自然形成相应的流道和支撑，而平板结构需要搭配支撑网进行流道的搭建，两种结构的搭建形式详见下表：
组成乳凸板平板
1板材板材
2冲压（无重量增加）支撑网（重量增加）
3电镀电镀
4焊接焊接
从上表可以看出，除了乳凸板的冲压对比平板的支撑网这一组存在差异，其他都是一致的。
在这样的情况下，相比于冲压带来的结构改变，平板的电解槽增加了一组支撑网来进行流道的搭建，也就意味着增加了支撑网的重量，支撑网因为材质的不同也会引起成本的增加。
支撑网的加入也引起了重量的增加，相比于乳凸板电解槽，增加了支撑网本体的重量。
但重量这个变量也因为支撑网的引入侧面的减少了电解槽的整体重量，主要是因为平板电解槽的接触面积会高于乳凸板电解槽，在同样的隔膜及电极材料下，平板电解槽的电流密度会高于乳凸板电解槽。
也就意味着在同样的产氢量下，同样的有效面积下可以用更少的小室数来达到相应的产量，也意味着整个的电解槽的重量会因为小室数的增加而下降。

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二、两种技术路线优势总结

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以下是两种技术路线的优势对比总结
优势对比平板乳突说明
1结构简单，组装难度小结构复杂，组装难度大平板形式极板全部相同，乳凸结构极板有四种样式
2一正一副为主流一正两副为主流一正一副电压大，电流小，对辅材和整流柜成本较为友好；一正两副电压小，电流大，对辅材成本影响较大
3运输易损度更低运输易损度更高乳凸板电解槽用极板在运输时相比于平板电解槽会存在更多的运损件
4部分厂家对支撑网进行焊接无支撑网支撑网焊接会导致极板原有的镀层的损伤，降低设备寿命，部分厂家推出不需焊接的且重量更轻的电解槽来解决本问题。
5结构有多种选择，可扩展性较高结构相对单一，可扩展性弱乳凸板结构只能改变乳突高度、间距等参数；平板结构可适用不同种类的支撑网（菱形、方形、弹性、泡沫镍等）
6目前主要由供应商供应材料，不需额外的开模费用，对新进入企业较为友好需开模具，制作成本增加，制作难度上升因为乳凸板的形式各不相同，每家企业都需要进行自己模具的开发，尤其是1000标方左右的产品，都需要模具这个产品，虽然说在大量压制的过程中，模具费用会更快的被均摊，但因为目前行业所处的前期阶段，造成了大量企业选择已有模具使用的现状
7...流场分布更均匀...
8...铜排、整流柜成本更高...

还有一些对比项未列出，如有疑问，可后台交流，也可进行评论留言，作者会第一时间回复您的问题。

以上这些特性也让两种电解槽在目前的行业中一直并存至今，目前的市场还是处于比较前期的阶段，会有更多的新技术、新路线及新材料出来挑战目前已有的电解水制氢设备市场，如果您有电极、隔膜、支撑网、密封垫片、电解槽等放方面的测试需求，可在后台联系，我们有综合的测试方案可供选择，可直接添加文章最上方微信进行交流。
期待与大家一起见证行业的发展，在行业前期进行更多的技术探讨和交流。
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文 |力阳
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