PEM 수소 생산 장비의 프로세스 및 비용에 대한 간략한 분석

반자동 조립 라인을 예로 들어 보겠습니다.

1) 3인/라인(라인당 3인)

2) 30mm 316 스테인리스 스틸을 엔드 플레이트로 사용합니다.

3) MEA의 결합재로 PPS-40GF를 사용하고, 압축벨트나 타이로드 등을 이용하여 고정한다.

1. 처리과정의 간략한 설명

1) 원료 : 가공BP, 실란트, 가공MEA 등

2) 장비 : 조작기, 컨베이어 벨트, 스크린 인쇄기, UV로, 핫프레스, 유압프레스, 테스트 벤치

3) 공정 : BP - 인쇄 실런트 - MEA - 인쇄 실런트 - UV 경화 - 3 수동 스태킹 및 핫 프레싱 - 프레싱 - 쉘 및 기타 펌웨어 설치 - 조정 및 테스트

2. 다양한 규모에 따른 비용 계산

1. 처리 프로세스에 대한 간략한 설명:

1) 원자재 : 표면경화(질화)된 316 스테인레스 스틸 코일(현재 대부분 티타늄 판 사용)

2) 공정 : 블랭킹 - 스탬핑 - 화학세척 - 세척 - 표면 플라즈마 처리 - 완제품

3) 장비 : 펀칭 및 블랭킹 머신, 스탬핑 다이, 플라즈마 질화로, 화학 세척 풀, 일반 세척 풀.

2. 다양한 전력을 가진 전해조의 비용 분석:

1.음극 :

1) 원료 : 보호층이 포함된 PEM 멤브레인, 촉매슬러리(백금)

참고: 현재 물 전기분해를 통한 수소 생산에 사용되는 대부분의 PEM은 퍼플루오로설폰산 멤브레인입니다. 제조 공정은 복잡하며 Chemours Nafion™ 시리즈 멤브레인, Dow XUS-B204 멤브레인, Asahi Glass Flemion® 멤브레인, Asahi Kasei, Aciplex®-S 멤브레인 등과 같은 미국과 일본 회사가 오랫동안 독점해 왔습니다. 그 중 Chemours Nafion™ 시리즈 멤브레인은 낮은 전자 임피던스, 높은 양성자 전도도, 우수한 화학적 안정성, 기계적 안정성 및 가스 투과성 방지의 장점이 있습니다. 현재 전기분해 수소 생산에 가장 일반적으로 사용되는 양성자 교환 멤브레인입니다.

2) 장비 : 코팅기, 건조오븐, 스캐너, 시각식별기(품질검사), 컨베이어벨트

3) 과정은 다음과 같습니다.

코일소재 - 촉매코팅 - 건조 및 경화 - 품질검사 - 다음공정

2. 양극

1) 원료 : 기재막(양극 촉매층을 담당하는 데 사용), 양극 촉매 슬러리(DSA-산화이리듐, 산화티타늄 등의 혼합물)

2) 장비 : 코팅기, 건조오븐, 스캐너, 시각식별기(품질검사), 컨베이어벨트

3) 공정은 다음과 같습니다. (초기 원료는 촉매층을 담당하는 PET 및 기타 필름입니다.)

필름 롤 작업 - 촉매층 코팅, 건조 및 경화 - 시각 시스템 품질 검사 - 다음 공정

3. CCM은 최종 MEA를 합성합니다.

1) 원료 : 전 공정으로 코팅된 양극층(PEM 멤브레인과 촉매층 포함), 전 공정으로 가공된 양극층(기재 필름에 촉매층 부착)

2) 장비 : 컨베이어 벨트, 열압 롤러, 스캐너, 시각 인식 시스템(품질 검사)

3) 과정은 다음과 같습니다.

1. 원료 : 구리, 스테인리스 스틸, 몰리브덴 및 기타 금속 분말 (현재 티타늄 펠트, 탄소 펠트 및 기타 경로가 제공됨)

2. 장비 : 분말 혼합 장치, 금속 분말 압축 장치, 금형 금형, 소결 장치

3. 프로세스는 다음과 같습니다.

금속분말 - 교반 및 혼합 - 압축 및 성형 - 펠트로 소결

참고: 현재 티타늄 펠트는 주로 애노드로 사용되고, 탄소 펠트는 주로 캐소드로 사용됩니다. 금속 분말 소결 GDL의 또 다른 사진은 다음과 같습니다.

(a) GDL의 SEM 이미지

(b) 1cm 크기의 현미경 사진

음극판

양극판

프레임 : MEA 프레임(연료전지와 유사)

MEA 셀: 멤브레인 전극 그룹

씰: 밀봉 구성 요소

다공성 Ti GDL:PTL 또는 티타늄 펠트 확산층(GDL)

1. 전원 공급

1) 전원공급

2) DC 전압/전류 센서.

2. 탈이온수 시스템

1) 산소분리기

2) 순환펌프

3) 각종 밸브, 파이프 등

4) 계측기(압력, 유량, 온도, 전도도 등)

5) 제어 시스템

3. 수소 생산 건조 시스템

1) 수소분리기

2) 밸브, 계측기(압력, 온도, 유량 등), 파이프라인 등

3) 제어 시스템

4. 냉각 및 건조 시스템

1) 판형열교환기

2) 냉각펌프

3) 계기, 밸브, 파이프라인 등

4) 건식 콘덴서

5. 기타

압축공기, 질소, 가연성 가스 감지기, 환기 시스템 등

위 BOP의 대략적인 비용 구조는 다음과 같습니다.

결론:

위에서 설명한 PEM 수소 생산의 핵심 구성 요소와 전체 시스템의 재료 구성 및 처리 기술, 그리고 다양한 규모에 대한 간단한 비용 분석을 통해 앞으로 PEM의 효율성을 높이고 비용을 절감할 수 있는 기본 경로를 쉽게 이해할 수 있을까요?

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