隨著“十四五”電力規(guī)劃的實(shí)施,脫碳減排需求日益增長,我國正加速清潔化能源進(jìn)程。在“3060雙碳”戰(zhàn)略指導(dǎo)下,風(fēng)電、光伏等可再生能源將逐步代替代傳統(tǒng)化石能源占據(jù)能源領(lǐng)域主導(dǎo)地位?;诳稍偕茉窗l(fā)展不平衡的矛盾, 風(fēng)電、光伏等可再生能源的波動(dòng)性和間歇性,采用氫儲(chǔ)能技術(shù)可有效解決可再生能源消納及并網(wǎng)穩(wěn)定性問題。通過棄風(fēng)、棄光電力電解水制氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)電-氫轉(zhuǎn)換,合理利用棄風(fēng)、棄光能源,同時(shí)平抑可再生能源并網(wǎng)波動(dòng),實(shí)現(xiàn)新能源的時(shí)空平移。
PEM電解裝置的雙極板使用鍍金或鍍鉑的鈦材料,電堆核心也要使用稀有金屬??紤]到陽極側(cè)容易氧化,為增強(qiáng)耐用性,還要使用銥,這種地球上更稀有的金屬。電池單元使用的稀有金屬占PEM電解系統(tǒng)整體成本的近10%,因此更高效/更新興的電解水材料與關(guān)鍵零部件的驗(yàn)證已經(jīng)成為水電解商業(yè)化的瓶頸之一。為了開發(fā)和鑒定新材料和組件,重要的是要有一個(gè)均勻且可重復(fù)使用的測試環(huán)境,尤其電解池的壓縮和溫度對(duì)電解水性能有巨大影響。對(duì)于更大規(guī)模的先進(jìn)電堆,電池溫度和電池壓力分布的不均勻性是由不均勻的機(jī)械電池壓縮引起的,因此需要采取額外的措施來消除或減小這些類型的負(fù)面影響。
IPS愛譜斯科技推出了一種新開發(fā)的水電解測試池ETC,它的目的是對(duì)商用材料進(jìn)行基準(zhǔn)測試,并加速篩選催化劑、膜和電極組件等新材料,為研究和開發(fā)設(shè)施提供有價(jià)值的科學(xué)成果。該測試池包括測試單元,該測試單元可以插入具有柔性袋的壓力容器中。與利用螺栓和螺母或氣動(dòng)壓緊的先進(jìn)PEMWE測試池不同,該夾具通過液壓壓縮實(shí)現(xiàn)電池夾緊,從而保證均勻的操作條件,電流密度分布在活性電池區(qū)域上是均勻的;同時(shí)在ETC測試池中液壓介質(zhì)(如水或油)圍繞活性電池組件從而實(shí)現(xiàn)均勻的溫度分布?;谝簤簤嚎s的原理,ETC測試池的測試結(jié)果具有更高的可重復(fù)性。
IPS愛譜斯科技-液壓加緊的ETC電解水測試池夾具示意圖 此ETC夾具室溫下5.0 x 5.0 cm的壓敏箔8.0 bar壓縮后的均勻壓力分布
1、從1.5V@0.2A/cm2到2.9V@6.0A/cm2的極化曲線在形狀上是線性的,表明此液壓加緊的ETC電解水夾具在這種設(shè)置下不存在導(dǎo)致額外過電壓的傳輸限制;
2、8bar壓力和80℃測試條件下對(duì)于不同市售CCM的重復(fù)性測試評(píng)價(jià),表明此液壓加緊的ETC電解水測試夾具是研究電解水材料重復(fù)性可靠利器;
3、以上測試結(jié)果說明了此款液壓加緊的ETC電解水測試夾具的高度可靠性,以此繼續(xù)研究了不同壓力對(duì)電解水電壓的影響。測試了五個(gè)基于N115型商用CCM組裝的單電池,在2.0A/cm2電流密度下記錄了兩個(gè)周期,電壓隨壓力的變化(從1.89V@10bar到 2.01V@2bar);