PEM-Wasserelektrolyseur

 

1. Kompaktes Design
- Hohe Betriebsstromdichte (1,5~3A/cm²)
- Dicke des Kerntankbereichs < 1 m
- Integriertes Hilfssteuersystem auf Kufen montiert

2. Hohe Effizienz
- Gleichstromverbrauch < 4,3 kWh/Nm³
- Wärmewirkungsgrad > 75 %
- Verwendet PEM-Membranelektroden von höchstem internationalen Standard

3. Skalierbarkeit
- Kompatibles Montageprogramm
- Anpassbar für verschiedene Tankparameter
- Integrierte, auf Kufen montierte Plattform zur einfachen Erweiterung

4. Schnelle Reaktionsfähigkeit
- Dauer des Heißstarts: 5 Sekunden
- Kaltstartdauer: < 300 Sekunden
- Anpassbar an Lastschwankungen von 5-120 %
- Verifizierte zyklische Start/Stopp-Leistung und Langlebigkeit

5. Erweiterte Sicherheitsfunktionen
- Selbstentwickeltes Dual-Wire-Dichtungsdesign
- Überwachung mehrerer Gassensoren mit Alarmverriegelung
- Logiksteuerung für Druck, Temperatur und Wasserstoffproduktionskreislauf für zusätzliche Sicherheit.

 

 

Name	Parameter
Wasserstoffproduktionskapazität (Nm3/h)	200
Spitzenkapazität der Wasserstoffproduktion (Nm3/h)	240
Gleichstromverbrauch (kWh/Nm3)	Kleiner oder gleich 4,3
Wasserstoffreinheit (vor der Reinigung)	Größer oder gleich 99,9 %
Elektrolyseurgehäuse – B x T x H(m)	0.8x0.6x1.5
Betriebsdruck (MPa)	3 . 0
Betriebstemperatur (Grad)	70±5
Umgebungstemperatur (Grad)	5~40
Stromverbrauchsbereich	5-1 2 0 %
Kaltstartzeit (Minuten)	Kleiner oder gleich 5
Heißstartzeit (Sekunde)	5
Lebensdauer (Jahr)	Größer oder gleich 5
Elektrolyt	H2O
Trenneinheit
Bewertete Sauerstoffverarbeitungskapazität	100 Nm3/h
Sauerstoffreinheit (Nennbetriebsbedingungen)	>99.8%(0.2 MPa);>98,5 % (3 MPa)
Sauerstoffaustrittstemperatur (Grad)	70±5
Reinigungseinheit
Wasserstoffreinheit (nach der Reinigung)	Größer oder gleich 99,999 %
Taupunkt von Wasserstoff	-70 Grad
Wasserstoff-Austrittstemperatur	Normale Temperatur

 

Die PEM-Wasserelektrolyse-Technologie ähnelt der PEM-Brennstoffzellentechnologie, bei der eine sulfonierte Polymermembran als Elektrolyt verwendet werden kann. Die ionischen Ladungsträger H+ und DI-Wasser (deionisiertes Wasser) durchströmen die protonenleitende Membran, um Energie für die elektrochemische Reaktion bereitzustellen. Typischerweise arbeitet die PEM-Wasserelektrolyse bei niedrigeren Temperaturen (30-80 Grad) bei höheren Stromdichten (1-2 A/cm2) und erzeugt hochreine (99,999 %) Gase (Wasserstoff und Sauerstoff).

 

Aufgrund der hochaktiven Fläche auf der Metalloberfläche von Pt-basierten Elektroden und dem niedrigeren pH-Wert des Elektrolyten ist die Kinetik der PEM-Elektrolyse bei der Wasserstoffentwicklungsreaktion schneller als die der alkalischen Elektrolyse. Darüber hinaus enthält die PEM-Elektrolyse keine ätzenden alkalischen Elektrolyte, was einen geringeren Platzbedarf und eine bessere Sicherheit als die alkalische Elektrolyse gewährleistet.

 

SANY-Workshop zur Wasserstoffenergiemontage

 

Die Werkstatt erstreckt sich über eine Länge von 216 Metern und eine Breite von 72 Metern, wobei drei Zonen eine Fläche von insgesamt etwa 15.{3}} Quadratmetern umfassen. Zone A ist ein reservierter Raum für unsere Maschinenverarbeitungslinie, deren Inbetriebnahme im Jahr 2024 geplant ist. Zone B ist eine Montagelinie für Wasserstofftankstellen mit einer Jahreskapazität von 20 Sätzen Wasserstofftankstellen. Zone C ist eine Montagelinie für Wasserstoffproduktionsanlagen mit einer Jahreskapazität von 2 GW alkalischen Wasserelektrolyseuren. Der Bau der gesamten Produktionslinie begann im Januar 2023 und wurde im März 2023 abgeschlossen und in Betrieb genommen, was die Geschwindigkeit von SANY und auch unsere Vorteile im Bereich der Geräteherstellung widerspiegelte.

 

 

①Schweißroboter-Arbeitsplatz

Die Schweißroboter-Arbeitsstation ist ab September 2023 verfügbar und wurde unabhängig vom F&E-Team von SANY Robotics entwickelt. Sie besteht aus einem Traversen-Entstapelungssystem, einem Roboterhandhabungssystem, einem Laserschweißsystem, einem visuellen Erkennungssystem und einem Bipolarplatten-Wendesystem. Alle 5 Minuten wird eine Bipolarplatte mit dem Elektrodengeflecht verschweißt und anschließend rollt eine kreisförmige Druckplatte vom Band. Der gesamte Prozess vom Zuführen, Wenden, Ausschneiden bis zum Schweißen wird durch Roboterausrüstung vollständig automatisiert. Der Herstellungsprozess ist nicht nur effizient, sondern auch standardisiert, wodurch Schäden an der Bipolarplattenbeschichtung während der Handhabung und Rotation vermieden werden können, was die Produktqualität erheblich verbessert.

 

②Punktschweißeng runde Tabletten

Zur Fixierung runder Tabletten wird Punktschweißen eingesetzt. Im Vergleich zur herkömmlichen Klebetechnik ist das Punktschweißen in folgenden Aspekten überlegen. Erstens wird die Ablösung vermieden. Durch Experimente wurde nachgewiesen, dass der Kleber der runden Tablette während des Betriebs des Elektrolyseurs durch die Alkalilösung schmilzt und sich ablöst, dieser dann in der Druckleitung verbleibt und einen großen Einfluss auf die Leistung hat. Zweitens ermöglicht es eine feste Fixierung, wodurch das Risiko einer Fehlausrichtung und eines Sturzes während des Montagevorgangs verringert wird. Drittens verbessert es die Effizienz. Die herkömmliche Klebetechnik benötigt 15 Minuten zum Trocknen, was sich auf die Gesamteffizienz der Montage auswirkt. Für die Punktschweißtechnik ist keine Wartezeit erforderlich.

 

Dieser automatisierte A6-2525-PPS-Trennschneider wurde am 2. {4}}22 in Betrieb genommen und verfügt über eine effektive Arbeitsfläche von 2500 mm × 2500 mm. Ausgestattet mit Infrarot-Positionierung und hochpräzisen linearen Führungsschienen und Ritzeln kann eine Schnittgenauigkeit von ± 0,5 mm erreicht werden. Es ist außerdem mit einem 12,5-kW-Lüfter ausgestattet, der durch Vakuumadsorption dafür sorgt, dass der Separator flach wird, um ein gleichmäßiges Schneiden zu gewährleisten. Die automatische Zuführvorrichtung, bestehend aus Zuführlager, Zylinder und Band, sorgt dafür, dass der abgeflachte Separator automatisch zur Schneidstation transportiert wird, was ein mannloses Zuführen und Schneiden ermöglicht.

 

 

③PPS Separator CNC-Fräser

Dieser automatisierte A6-2525-PPS-Trennschneider wurde am 2. {4}}22 in Betrieb genommen und verfügt über eine effektive Arbeitsfläche von 2500 mm × 2500 mm. Ausgestattet mit Infrarot-Positionierung und hochpräzisen linearen Führungsschienen und Ritzeln kann eine Schnittgenauigkeit von ± 0,5 mm erreicht werden. Es ist außerdem mit einem 12,5-kW-Lüfter ausgestattet, der durch Vakuumadsorption dafür sorgt, dass der Separator flach wird, um ein gleichmäßiges Schneiden zu gewährleisten. Die automatische Zuführvorrichtung, bestehend aus Zuführlager, Zylinder und Band, sorgt dafür, dass der abgeflachte Separator automatisch zur Schneidstation transportiert wird, was ein mannloses Zuführen und Schneiden ermöglicht.

 

④ElektrodeLaserWeldingPProzess

Die automatische Elektroden-Laserschweißmaschine wurde am 2. Dezember 2022 in Betrieb genommen. Mit der dominanten SPS-Steuerung ist es für das Elektrodenschweißen von 1000 bis 2500 mm geeignet. Es verfügt über eine leistungsstarke kontinuierliche Laserschweißeinheit mit 1.500 W oder mehr, eine flache Plattform mit beweglichen Vorrichtungen für die Mehrpunktklemmung der Bipolarplatte, um Unebenheiten auf der Z-Achse zu beseitigen, und der Drehtisch verschiebt sich auf der Z-Achse ohne Verzögerung um weniger als 0,5 mm Brennweitenabweichung des Laserschweißens. Der Pressblock hat ein bogenförmiges Design, um die Teile vollständig zu pressen. Durch Probeprogrammierung kann das Schweißen einer gesamten Bipolarplatte auf einmal abgeschlossen werden, indem der hohle Teil in der Mitte automatisch übersprungen wird. Nach Abschluss des Schweißvorgangs kehrt der Drehtisch automatisch zum nächstgelegenen Schweißstartpunkt zurück. Beim Laserschweißen mit Zusatzdraht wird eine Genauigkeit von 0,5 mm erreicht. Die Schweißnaht ist gleichmäßig, zart und glatt, die Oberfläche weiß und glänzend.

 

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