AEM水素電解槽の材料としてのニッケルフォーム

ニッケルの泡 は、現在の材料科学で急速に発展している新しいタイプの材料である、高透磁率と低密度の三次元網状フォームを持つ金属材料です。 発泡体構造はニッケル金属に開放孔構造を与え、優れた透磁率と重要な熱伝達および放散特性を与えます。

ニッケルフォームは、ポリウレタン、ポリエステルウレタン、その他の特殊ポリマー材料 (スポンジ) などの3次元メッシュ構造の特殊ポリマー材料骨格にメッキすることによって作られています。 メッキが完了した後、金属発泡体製品は最終的に内部のポリマー材料を焼き払い、金属酸化物を還元することによって作られ、化学熱処理機械加工によって成形されます。

軽量で導電性のあるニッケルフォームは、AEMの水素生成電解装置の主要な構成材料の1つであり、効率的で持続可能な水素生産に理想的なソリューションを提供します。

Three pieces of nickel foam of different densities and thicknesses

ニッケルの泡

働く原理

AEM水素生成反応では、電解槽の多孔質輸送層 (PTL) の材料としてニッケル発泡体が使用され、電気分解システム全体の効率と安定性に影響を与えます。

ニッケルは、反応環境の細孔を通る電子移動を確実にするための優れた導電体として機能します。 ニッケルフォームの3次元構造は、反応環境を適切にサポートし、電極の安定性と構造強度を維持するのに役立ちます。 一方、ニッケルフォームの多孔質構造は、大きな活性表面積を提供し、反応速度を向上させます。

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

AEMsのためのPTL材料としてニッケルの泡

仕様

  • 穴番号 (PPI): 13-120 (± 5-10)
  • 1インチあたりの穴数: 110
  • 表面密度 (g/m3): 280-3,000 (± 30-200)
  • 厚さ (mm): 0.5-10 (± 0.05-1.0)
  • 長さ/幅 (mm): 70 - 500 (± 0.5)
  • 孔サイズ: 20 ppi - 110 ppi
  • 多孔: 98%
  • スルーホール率: ≥ 98%
  • 表面密度: 350グラム/メートル2
  • 幾何学的なサイズ: 960mm × length、リクエストに応じてカスタマイズ可能

特徴

  • 高い伝导性:

    ニッケルは電気の優れた導体であり、ニッケルフォームの3次元構造はより高い表面積を提供し、電流の分配を助けます。

  • 触媒:

    ニッケル発泡体は、通常、ニッケルまたは他の適切な触媒のような触媒でコーティングされる。 これらの触媒は、水を水素と酸素に分解する水の電気分解反応を触媒するのに役立ちます。 発泡体構造は、触媒の分布と反応効率を容易にする高い表面積を提供します。

  • サポート構造:

    ニッケルフォームの3次元構造は、優れたサポートを提供し、電極の安定性と構造強度を維持するのに役立ち、長期的な動作を保証します。

  • イオン輸送:

    アルカリ性環境では、ニッケルフォームは水酸化物イオン (OH-) の輸送を可能にし、水の電気分解反応を促進します。

  • 改善された電極活動:

    ニッケルフォームの多孔質構造は、反応面積を大幅に向上させ、反応速度を高め、効率を向上させます。

  • 軽量:

    ニッケルフォーム構造は通常、固体材料よりも軽量であり、構造全体の重量を減らすのに役立ちます。

アプリケーション

ニッケルフォームには、減衰、振動減衰、ノイズリダクション、難燃剤、ろ過、電磁シールドなどのさまざまな機能があります。 電気化学工学、化学工学、自動車、石油などの分野で役割を果たしています。

  • 電気化学工学

    これは、AEM電解水素製造、電気触媒プロセス、電気化学冶金、およびその他のシナリオで使用されます。 ニッケル水素、ニッケルカドミウム、燃料電池、その他の電池の正極と負極の位置に表示されるため、電池の性能が指数関数的に向上し、ニッケル発泡炭素複合電極材料もリチウム電池の理想的な材料。

  • 化学工学

    比面積が大きいため、触媒とそのキャリア、ろ過媒体、メディアセパレータ (油水セパレータ、車の排気クリーナー、空気清浄機など) として使用できるため、エネルギー消費量を削減し、効率を向上させます。

  • サーマル

    減衰材料および「ヒートパイプ」用の高効率の熱伝導「ウィック」材料として使用でき、効率を指数関数的に向上させることができます。

  • 機能材料

    それは波エネルギーを吸収するために減衰材料として使用することができます。 それは、ノイズキャンセル、振動吸収、バッファ電磁シールド、目に見えない技術、難燃剤、断熱などの役割を果たすことができます。

2 pieces of foam nickel for conducting vibration damping tests

振動ダンピングと隔離のためのダンピング材料としてのニッケルフォーム

Some strips of nickel foam for EMI shielding

EMIシールド材料としてニッケルフォーム

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