Pri alkalni vodni elektrolizi in postopkih klor-alkali materialna zasnova elektrodnih substratov in tekočinskih difuzijskih plasti neposredno določa elektrolitsko učinkovitost in dolgoročno obratovalno stabilnost. Običajne nikljeve mrežice ali nikljeve pene kljub določeni poroznosti pogosto težko uravnotežijo mehansko trdnost, enakomernost velikosti por in nizek kontaktni upor pri debelini le 0,25 mm. Za zapolnitev te tehnične vrzeli je TOPTITECH razvil porozno nikljevo sintrano ploščo z debelino 0,25 mm in ravninskimi dimenzijami 100 × 100 mm, s natančno nadzorovano poroznostjo približno 40 %.

S postopkom sintranja pri visoki temperaturi delci nikljevega prahu dosežejo metalurško vezavo, kar tvori tridimenzionalno med seboj povezano porozno mrežo z obvladljivo zavito strukturo. Ta struktura dosega ravnotežje med visoko poroznostjo in odpornostjo proti deformacijam na ultra tanki ravni ter zagotavlja novo rešitev za dvořazni tok plin-tekočina in prevodnost elektronov med elektrolizo.

V primerjavi s tradicionalnimi poroznimi nikljevimi materiali je ključna razlika te sintrane plošče v tem, da je "tanka, a toga". 40‑odstotna poroznost ni največja dosegljiva vrednost, temveč parameter, optimiziran za hitro sproščanje plinskih mehurčkov in obnovo elektrolita med reakcijami sproščanja vodika/kisika. Debelina 0,25 mm znatno skrajša razdaljo prenosa ionov in zmanjša ohmsko polarizacijsko izgubo.

Specifikacije izdelkov

Material: čisti nikelj

Velikost: 100 × 100 × 0,25 mm

Poroznost: približno 40 %

Velikost por: 10 mikronov

Tehnika: sintranje

Značilnosti izdelka

Toga samonosna struktura na submilimetrski ravni
Ohranja odlično ravnost in tlačno trdnost pri debelini 0,25 mm brez potrebe po dodatni nosilni mrežici ali podpori. Sintrani vratovi zagotavljajo večje sile med delci kot mehansko stisnjeni zeleni kompakti, kar je primerno za elektrolizerje, ki zahtevajo visoko prednapetost pri montaži.

Malo zaviti porozni kanali
Pri 40‑odstotni poroznosti je porazdelitev povprečne velikosti por koncentrirana, z manjšo zavito strukturo por v primerjavi z nikljevimi penastimi materiali. To omogoča hitro sproščanje mehurčkov H₂ ali O₂ s površine elektrode, s čimer se zmanjša aktivacijski prenapetostni potencial, ki ga povzroča prekrivanje z mehurčki.

Dolgotrajna odpornost proti koroziji v alkalnih elektrolitih
Čista nikljeva matrica tvori stabilno pasivno folijo v vročih koncentriranih alkalnih okoljih (25–35 mas. % KOH, 80–90 °C). V sintrani strukturi ne ostanejo nobeni ostanki sredstev za tvorbo por ali nečistoče iz veziv, s čimer se izogne vnašanju strupenih elementov, kot sta železo ali klor.

Zasnovljiv dvojni gradientni vmesnik
Različne porazdelitve velikosti delcev nikljevega prahu se lahko med sintranjem nanesejo na zgornjo (stran elektrolita) in spodnjo (stran pretokovnega polja) površino, kar ustvari gradient velikosti por. Na primer: fine pore na strani elektrolize zavirajo penetracijo katalizatorja, medtem ko grobe pore na strani pretokovnega polja izboljšujejo transport elektrolita.

Uporaba izdelka

Anodni zbiralnik toka za alkalno vodno elektrolizo (AWE)
Nadomešča nikljevo peno kot podporno plast za reakcijo sproščanja kisika (OER). Tankoplastna struktura debeline 0,25 mm zmanjša ohmski padec napetosti na anodni strani, medtem ko 40‑odstotna poroznost zagotavlja nizko uporne izhodne kanale za kisikove mehurčke in zavira nadaljnje debeljenje pasivne folije nikljeve matrike pri visokem potencialu.

Katodna difuzijska plast v elektrolizerjih z ničelnim razmikom
V filtrirno-stiskalnih elektrolizerjih ta sintrana plošča služi kot prožna blažilna difuzijska plast med katodo in diafragmo. Njegova toga ravna površina zmanjšuje tveganje preluknjanja diafragme, medtem ko porozna struktura zagotavlja hitro izpiranje vodikovih mehurčkov v pretokovne kanale.

Podpora za membransko-elektrodno enoto (MEA) v elektrokemičnih vodikovih kompresorjih
Deluje kot porozna transportna plast na anodni strani elektrokemičnih vodikovih črpalk. Debelina 0,25 mm zmanjšuje upor pri difuziji vodika, medtem ko 40‑odstotna poroznost ohranja ustrezno zmožnost upravljanja plina in tekočine, da se prepreči poplavljanje.

Testna elektroda za sekundarno elektrolizo slanice v industriji klor-alkali
V laboratorijskih elektrolitskih celicah lahko ta sintrana plošča služi kot substrat delovne elektrode za reakcijo sproščanja klora (CER). Njene dimenzije so združljive s standardnimi držali za ploščate elektrode.