Espuma de níquel como material para eletrolisadores de hidrogênio AEM

Espuma níquel É um material metálico com alta permeabilidade e baixa densidade, espuma reticulada tridimensional, que é um novo tipo de material que está se desenvolvendo rapidamente na atual ciência dos materiais. A estrutura da espuma dá ao níquel uma estrutura de poros abertos, o que lhe confere excelente permeabilidade e propriedades significativas de transferência e dissipação de calor.

A espuma de níquel é feita por revestimento em um esqueleto de material polimérico especial com uma estrutura de malha tridimensional, como poliuretano, uretano de poliéster e outros materiais poliméricos especiais (esponjas). Após a conclusão do revestimento, o produto de espuma metálica é finalmente feito queimando o material polimérico interno e reduzindo os óxidos metálicos e moldado por usinagem de tratamento térmico químico.

Com suas propriedades leves e eletricamente condutoras, a espuma de níquel é um dos principais materiais constituintes dos eletrolisadores de geração de hidrogênio da AEM, fornecendo uma solução ideal para a produção eficiente e sustentável de hidrogênio.

Three pieces of nickel foam of different densities and thicknesses

Espuma níquel

Princípio De Trabalho

Na reação de produção de hidrogênio AEM, a espuma de níquel é usada como material para a camada porosa de transporte (PTL) no eletrolisador, o que afeta a eficiência e a estabilidade de todo o sistema de eletrólise.

O níquel atua como um bom condutor elétrico para garantir a transferência de elétrons através dos poros no ambiente de reação. A estrutura tridimensional da espuma de níquel fornece um bom suporte para o ambiente de reação e ajuda a manter a estabilidade e a resistência estrutural do eletrodo. Enquanto isso, a estrutura porosa da espuma de níquel fornece uma grande área superficial ativa, o que aumenta a taxa de reação.

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

Espuma níquel como material PTL para AEMs

Especificação

  • Número furos (PPI): 13 a 120 (± 5 a 10)
  • Buracos número por polegada: 110
  • Densidade superficial (g/m3): 280-3.000 (± 30-200)
  • Espessura (mm): 0, 5-10 (± 0, 05-1, 0)
  • Comprimento/largura (mm): 70-500 (± 0,5)
  • Tamanho do poro: 20 ppi - 110 ppi
  • Porosidade: 98%
  • Taxa do Através-furo: ≥ 98%
  • Densidade superficial: 350 g/m2
  • Tamanho geométrico: 960mm × comprimento, pode ser personalizado mediante solicitação

Característica

  • Alta condutividade:

    O níquel é um bom condutor de eletricidade, e a estrutura tridimensional da espuma de níquel fornece uma área de superfície mais alta, o que ajuda na distribuição de corrente elétrica.

  • Catalítico:

    A espuma de níquel é geralmente revestida com um catalisador como níquel ou outros catalisadores adequados. Esses catalisadores ajudam a catalisar a reação de eletrólise da água, que decompõe a água em hidrogênio e oxigênio. A estrutura da espuma fornece uma alta área superficial que facilita a distribuição do catalisador e a eficiência da reação.

  • Estrutura do apoio:

    A estrutura tridimensional da espuma de níquel fornece um bom suporte e ajuda a manter a estabilidade e a resistência estrutural do eletrodo, garantindo uma operação a longo prazo.

  • Transporte iônico:

    Em ambientes alcalinos, a espuma de níquel permite o transporte de íons hidróxido (OH-), facilitando as reações de eletrólise da água.

  • Melhor atividade do eletrodo:

    A estrutura porosa da espuma de níquel aumenta consideravelmente a área de reação, aumentando a taxa de reação e melhorando a eficiência.

  • Peso leve:

    As estruturas de espuma de níquel são tipicamente mais leves que os materiais sólidos, ajudando a reduzir o peso total da estrutura.

Aplicação

A espuma de níquel tem uma variedade de funções como amortecimento, amortecimento de vibração, redução de ruído, retardador de chama, filtração, blindagem eletromagnética etc. Desempenha um papel nos campos da engenharia eletroquímica, engenharia química, automóvel, petróleo e assim por diante:

  • Engenharia Eletroquímica

    É usado na produção de hidrogênio eletrolítico AEM, processo eletrocatalítico, metalurgia eletroquímica e outros cenários. Aparece na posição positiva e negativa do eletrodo de hidreto de níquel-metal, níquel-cádmio, célula de combustível e outras baterias, de modo que o desempenho da bateria seja melhorado exponencialmente, e o material de eletrodo composto de espuma de níquel-carbono também é um material ideal para baterias de lítio.

  • Engenharia Química

    Pode ser usado como catalizadores e seus portadores, meios da filtragem, e separadores dos meios (tais como separadores da óleo-água, limpadores de exaustão do carro, purificadores do ar, etc.), devido a sua grande área de superfície específica, assim que pode reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência.

  • Térmica

    Ele pode ser usado como um material de amortecimento e um material condutor térmico altamente eficiente para "tubos de calor", o que pode aumentar a eficiência exponencialmente.

  • Materiais Funcionais

    Pode ser usado como material de amortecimento para absorver a energia das ondas. Pode desempenhar o papel de cancelamento de ruído, absorção de vibração, blindagem eletromagnética, tecnologia invisível, retardador de chama, isolamento térmico, etc.

2 pieces of foam nickel for conducting vibration damping tests

Espuma de níquel para amortecimento de vibração e isolamento

Some strips of nickel foam for EMI shielding

Espuma níquel como EMI blindagem material

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