Mousse de nickel comme matériau pour les électrolyseurs d'hydrogène AEM

Mousse de nickel Est un matériau métallique à haute perméabilité et à faible densité, mousse réticulée tridimensionnelle, qui est un nouveau type de matériau qui se développe rapidement dans la science des matériaux actuelle. La structure en mousse confère au nickel métallique une structure à pores ouverts, ce qui lui confère une excellente perméabilité et des propriétés significatives de transfert thermique et de dissipation.

La mousse de nickel est fabriquée par placage sur un squelette de matériau polymère spécial avec une structure de maille tridimensionnelle, telle que du polyuréthane, du polyester uréthane et d'autres matériaux polymères spéciaux (éponges). Une fois le placage terminé, le produit en mousse métallique est finalement fabriqué en brûlant le matériau polymère interne et en réduisant les oxydes métalliques, puis mis en forme par usinage par traitement thermique chimique.

Avec ses propriétés légères et électriquement conductrices, la mousse de nickel est l'un des principaux matériaux constitutifs des électrolyseurs de génération d'hydrogène d'AEM, offrant une solution idéale pour une production d'hydrogène efficace et durable.

Three pieces of nickel foam of different densities and thicknesses

Mousse de nickel

Principe de fonctionnement

Dans la réaction de production d'hydrogène AEM, la mousse de nickel est utilisée comme matériau pour la couche de transport poreuse (PTL) dans l'électrolyseur, ce qui affecte l'efficacité et la stabilité de l'ensemble du système d'électrolyse.

Le nickel agit comme un bon conducteur électrique pour assurer le transfert d'électrons à travers les pores dans l'environnement de la réaction. La structure tridimensionnelle de la mousse de nickel fournit un bon support pour l'environnement de réaction et aide à maintenir la stabilité et la résistance structurelle de l'électrode. Pendant ce temps, la structure poreuse de la mousse de nickel fournit une grande surface active, ce qui améliore la vitesse de réaction.

Explosive view of AEM cell structure, labelled with the reaction principle and nickel foam

Mousse de nickel comme matériel de PTL pour des AEMs

Spécification

  • Nombre de trous (PPI): 13-120 (± 5-10)
  • Nombre de trous par pouce: 110
  • Densité de surface (g/m)3): 280-3 000 (± 30-200)
  • Épaisseur (mm): 0.5-10 (± 0.05-1.0)
  • Longueur/Largeur (mm): 70-500 (± 0.5)
  • Taille des pores: 20 ppi - 110 ppi
  • Porosité: 98%
  • Taux d'À travers-trou: ≥ 98%
  • Densité de surface350 g/m2
  • Taille géométrique: 960mm × longueur, peut être personnalisé sur demande

Caractéristique

  • Haute conductivité:

    Le nickel est un bon conducteur de l'électricité et la structure tridimensionnelle de la mousse de nickel fournit une surface plus élevée, ce qui facilite la distribution du courant électrique.

  • Catalytique:

    La mousse de nickel est habituellement revêtue d'un catalyseur tel que le nickel ou d'autres catalyseurs appropriés. Ces catalyseurs aident à catalyser la réaction d'électrolyse de l'eau, qui décompose l'eau en hydrogène et en oxygène. La structure de mousse fournit une surface élevée qui facilite la distribution du catalyseur et l'efficacité de la réaction.

  • Structure de soutien:

    La structure tridimensionnelle de la mousse de nickel offre un bon soutien et aide à maintenir la stabilité et la résistance structurelle de l'électrode, assurant un fonctionnement à long terme.

  • Transport d'ions:

    En milieu alcalin, la mousse de nickel permet le transport des ions hydroxyde (OH-), ce qui facilite les réactions d'électrolyse de l'eau.

  • Amélioration de l'activité de l'électrode:

    La structure poreuse de la mousse de nickel améliore considérablement la zone de réaction, augmentant la vitesse de réaction et améliorant l'efficacité.

  • Léger:

    Les structures en mousse de nickel sont généralement plus légères que les matériaux solides, ce qui contribue à réduire le poids global de la structure.

Application

La mousse de nickel a une variété de fonctions telles que l'amortissement, l'amortissement des vibrations, la réduction du bruit, le retardateur de flamme, la filtration, le blindage électromagnétique, etc. Il joue un rôle dans les domaines de l'ingénierie électrochimique, génie chimique, automobile, pétrole et ainsi de suite:

  • Génie électrochimique

    Il est utilisé dans la production d'hydrogène électrolytique AEM, le processus électrocatalytique, la métallurgie électrochimique et d'autres scénarios. Il apparaît dans la position d'électrode positive et négative de l'hydrure de nickel-métal, du nickel-cadmium, de la pile à combustible et d'autres batteries, de sorte que les performances de la batterie sont améliorées de manière exponentielle, et le matériau d'électrode composite de nickel mousse-carbone est également un matériau idéal pour les batteries au lithium.

  • Génie chimique

    Il peut être employé comme catalyseurs et leurs transporteurs, médias de filtration, et séparateurs de médias (tels que des séparateurs de la huile-eau, des décapants d'échappement de voiture, des épurateurs d'air, etc.), en raison de sa grande surface spécifique, ainsi il peut réduire la consommation d'énergie et améliorer l'efficacité.

  • Thermique

    Il peut être utilisé comme matériau d'amortissement et comme matériau "mèche" conducteur thermique très efficace pour "caloduc", ce qui peut augmenter l'efficacité de manière exponentielle.

  • Matériaux fonctionnels

    Il peut être utilisé comme matériau d'amortissement pour absorber l'énergie des vagues. Il peut jouer le rôle de l'annulation du bruit, de l'absorption des vibrations, du blindage électromagnétique tampon, de la technologie invisible, ignifuge, de l'isolation thermique, etc.

2 pieces of foam nickel for conducting vibration damping tests

La mousse de nickel comme matériau d'amortissement pour amortir les vibrations et l'isolation

Some strips of nickel foam for EMI shielding

Mousse de nickel comme matériau de blindage EMI

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