碱性电解槽在电解过程中,阳极产生氧气,阴极产生氢气,隔膜的主要作用就是阻止氢气和氧气混合。隔膜质量的好坏,直接关系到氧气、氢气的纯度和电耗问题,因此,隔膜成为人们研究的热点。
目前,行业内广泛使用的隔膜为以聚苯硫醚(PPS)织物为基底的新型复合隔膜。其中,PPS织物作为基底能够提供一定的物理支撑作用,同时PPS织物有着耐热性能优异、机械强度高、电性能优良的特点。
但是PPS织物的亲水性太弱,如果只用PPS织物作为隔膜,会造成电解槽内阻过大,因此需要对PPS织物进行改性,增强其亲水性。
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新和成 PPS电解水制氢 滤布
目前对于PPS织物改性的方法主要有有两种:
一种是对PPS进行化学处理,在聚苯硫醚的分子链上枝节亲水性的官能团(-SO3H、-C=O等),但是在后续的应用过程中发现枝节的官能团并不稳定,隔膜的耐久性不够好,这种方法逐渐被市场淘汰。
还有一种方法是对PPS织物表面涂覆功能涂层来改善其亲水性,构成一种类似三明治结构的复合隔膜,此种复合隔膜也是目前市场上的主流产品。
碳能科技制氢复合隔膜
以Agfa的ZIRFON产品为例,ZIRFON UTP 500+ 隔膜是由开放式网状聚苯硫醚织物组成,该织物上匀称地涂有聚合物和氧化锆的混合物,在复合隔膜的制备过程中涂覆的混合物的成分与配比、涂覆工艺的选择是影响隔膜性能的关键。
PPS隔膜的供应商有:东丽纤维研究所(中国)有限公司,天津凯瑞科技有限公司、天津津纶新材料科技有限公司等。
PPS布供应商有:浙江正本新材料有限公司、绍兴超然纺织有限公司、海宁昱品环保材料有限公司、宁波维科控股集团、浙江三众环保科技有限公司、江苏新任环保科技有限公司、台州市川崎丝网科技有限公司等
复合膜供应商有:比利时AGFA爱克发、碳能科技(北京)有限公司 、深圳通微新能源科技有限公司 、广州市刻沃刻科技有限公司、宁波中科氢易膜科技有限公司、元泰能材 、睿得新材料科技(常州)有限公司、深圳市氢年时代科技有限公司等。
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1. 比利时AGFA爱克发(Zirfon)
比利时Agfa集团是影像技术和IT解决方案的全球领先公司,拥有150多年的专业经验。集团拥有四大部门:放 射学解决方案、医疗保健IT,数字印刷,化学和胶印解决方案。Agfa是欧洲氢能组织成员之一。ZIRFON,Agfa和Agfa rhombus是比利时Agfa集团或其附属公司的商标。
用于先进的碱性电解(AEL)的ZIRFON隔膜即使在动态操作条件下仍具备持续的高生产率,由此受到了全球各地 客户的广泛欢迎。ZIRFON隔膜的另一大优势在于其出色的耐用性,这大大提高了电解系统的可靠性并降低了 系统成本。
2、威尔克
威尔克作为欧洲工业纺织的领军企业,始终致力于产业用纺织品相关事业的拓展,不断尝试开发新材料,并用以解决各行业面对的应用型问题。
威尔克采用高性能工程塑料生产的织物作为制氢用碱性电解槽隔膜,满足了耐高温、耐浓碱等特殊要求。同时,产品进行了一系列的后道处理后,能在不降低隔膜的优良的物理化学性能的前提下,改善亲水性能以提升制氢效率。
3. 碳能科技(北京)有限公司
碳能科技(北京)有限公司成立于2015年,致力于研发经济正向的负碳技术,打造能源 领域的贝尔实验室,成为国际领先的电化学绿色平台公司,塑造清洁和可持续的未来。
公司自主研发了碳中和利用技术、碱性电解水制氢关键隔膜材料和工业高盐废水电化学脱氮技术,形成了负 碳+绿氢两大核心技术,为大型排碳企业提供碳达峰、碳中和技术解决方案。
4. 深圳通微新能源科技有限公司
深圳通微新能源科技有限公司目前已完成了用于碱性电解槽上2m*2m隔膜的制备,其全球唯一的“微通道 隔膜”技术,解决了目前的ALK隔膜价格以及性能的关键问题,同时独有的制备工艺技术,搭配自研的产线设备,使得隔膜的性能完全对标国际产品,同时价格对比国内同行可以降低50%。
公司本身的产品已经得到了头部客户的检测结果,在面电阻等关键参数上大幅度领先国内的竞对,并且 独特的合成工艺使得公司产品进度远远领先于同行。
通微新能源在2021年开始正式运作,创始人邵欣博士曾获澳大利亚科廷大学化学工程博士、博士后, 获得西澳大利亚科技发明⼀等奖,发明了“微通道”隔膜平台化技术方案,这项技术目前已经应用在ALK 隔膜、SOFC等领域。
公司核心技术依托于科廷大学和哈尔滨工业大学多年的技术积累,在细分领域内这个两所学校在亚洲享 誉盛名。三位核心创始人都是在相关领域积累多年经验,公司目前处于国内第一梯队。
5. 广州市刻沃刻科技有限公司
广州市刻沃刻科技有限公司,专业研发生产碱性电解水制氢气隔膜,创始团队拥有10年以上功能性隔膜研发与应用经验,于2019年开始研发碱性电解水制氢气用复合隔膜,经过公司团队多年耕耘,常年与国内资深电 化学专家共同测试,迭代优化。
刻沃刻CCS产品系列为陶瓷聚合物分离器(简称复合隔膜)。K500+复合隔膜由高强度、强耐化性的网状纤维 织物与无机陶瓷粉体聚合组成。 现公司具备生产厚度500um,300um,200um能力。产品受到国内多家知名企业,高校及科研单位的认可,并已应用到大规模碱性电解水制氢气电解槽中,性能优越。
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刻沃刻K300和K500量产型复合隔膜
6. 宁波中科氢易膜科技有限公司
中科氢易成立于2022年,由中科院背景博士团队发起,公司致力于碱性电化学体系隔膜的创新与产业化, 主要涉及电解水制氢、液流电池、二氧化碳电解还原、水系电池及碱性燃料电池等先进装备领域,尤其是在 碱性电解水制氢和液流电池方面的应用。
因此,中科氢易在碱性电解槽隔膜方面积极布局,目前已形成围绕多孔复合膜-离子溶剂膜-阴离子交换膜产品体系,其中,多孔复合膜有较好的阻气性能,孔径在纳米级别,它的使用可以有效改善电解槽的响应性、降低电解槽能耗。
EHYDRO®系列膜产品具有高离子传导活性、低气体渗透的特征,EHYDRO®电极产品具有低的过电位以及优异的动静态稳定性。
7. 北京元泰能材科技有限公司
元泰能材,成立于2022年,团队来自欧阳明高院士团队孵化的能源材料企业,专注于研发应用能源转换装备(制氢装置、储能装置)的核心技术——膜产品,并提供基于膜工艺的系统解决方案,优化提升氢能供应链和氢能生态价值,掌握和突破核心部件卡脖子技术,核心成员均为清华博士后和博士。
基于前期储备的知识理论,跨界创新,自主开发膜仿真软件,提出隔膜V型开发流程,降低产品开发周 期与成本,应用物理化学理论,聚焦在膜材料微观和宏观控制。
目前主要产品为碱性电解水(ALK)制氢隔膜,制备产品性能对标国际碱性隔膜头部企业,根据测试反馈,元泰旗下产品在500微米、300微米和200微米厚度的产品初步测试中,数据结果已经赶超国际头部 企业。 目前预计2023下半年实现2m*2m隔膜的制备,将逐步打破国内长期被日本东丽等厂家垄断的隔膜市场格局。
8. 东丽纤维研究所(中国)有限公司
日本东丽是全球领先的PPS材料解决方案商,东丽不仅以纱线和原纤的形式促销PPS纤维,还以布料、织物及 无纺布等高级产品形式促销。它在需要耐热性和和耐化学性的各种应用中备受青睐。
TORCON™ PPS 纤维是一种具有卓越的耐热性、耐化学性、抗水解性及阻燃性等品质的高性能纤维。其熔点为 285 度,能在 190 度下连续使用。它还抗高温水解、耐酸碱、耐有机溶剂等。其应用领域广泛,其中包括袋滤器。
9. 天津津纶新材料科技有限公司
天津津纶新材料科技有限公司联合天津工业大学技术团队开发了织物型PPS隔膜专用树脂和隔膜用PPS纤维改 性技术,制备出了耐辐射、高亲水、高卷曲纤维;开发了低扭矩环锭纺纱技术,制备出低捻度少毛羽PPS纱线。
纤维膜宽幅:1.6米和2.1米。亲水性:与传统疏水性聚苯硫醚纤维膜相比,改性聚苯硫醚膜的亲水性良好;聚苯硫醚纤维的水接触角大于120°, 但聚苯硫醚纤维改性后其水接触角降低到60-90°。表面亲水基团和耐碱性:改性聚苯硫醚亲水膜表面富含硫酸根,且与传统聚苯硫醚纤维膜相比,改性聚苯硫醚纤维膜具有更佳的耐碱腐蚀性。耐温性:亲水型改性聚苯硫醚的玻璃化温度大于150℃
10. 沧州工苑新型膜材料有限公司
沧州工苑新型膜材料有限公司是天津津纶新材料科技有限公司基于天津工业大学在聚芳硫醚领域20余年的研发成果,并在沧州市和沧州市天津工业大学研究院支持下,于2023年8月份组建成立。
公司主要从事能源与环境用聚芳硫醚膜材料的生产与产品开发,特别是生产和销售碱水电解水制氢隔膜。公司主要是采用传统的纺织技术,并通过隔膜或纤维的表面结构调控技术,界面涂敷,制备出用于新能源领域的高科技产品,形成新质生产力。
公司聚焦水电解制氢技术对高性能隔膜关键材料的重大需求,攻克了碱水电解制氢用聚苯硫醚隔膜的关键制备技术,开发的永久亲水性隔膜可取代最先进的国外品牌隔膜。
项目组开发的织物型隔膜产品已列装于全球最高浓度重水电解制核燃料的电解槽中,并在国防、军工和民用领域等做出了重要贡献。
碱性电解槽用PPS隔膜
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高离子透过性
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低碱失量
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高机械性能(经纬向拉伸强力都≥1800N/5cm);高尺寸稳定性
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超亲水性;(吸水时间≤10秒)
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低膜(面)电阻(其中JL-450小于等于0.25Ω.cm-2;JL-450B小于等于0.2Ω.cm-2;JL-730小于等于0.3Ω.cm-2;以上数据在30℃测得)
11. 天津凯瑞科技有限公司
天津凯瑞科技有限公司于2017年成立,。为满足国内碱性水电解制氢行业对非石棉隔膜的需求,自成立以来一直与天津工业大学科研团队深度合作,致力于隔膜产品的技术创新与推广,不断打造公司 品牌与口碑,为市场提供碱性水电解用聚苯硫醚隔膜。
公司拥有自己的核心技术,通过了ISO9001质量管理体系认证。目前公司对外提供隔膜产品主流规格为1.5米、 1.7米、1.9米三种,产品厚度0.70-0.90mm。
12. 苏州月莫新材料有限公司
苏州月莫新材料有限公司,聚焦于电解水制氢设备隔膜的研发及制造,致力成为全球最大制氢设备隔膜产品供应商。
月莫新材占地约3500平米,分为四层,融合了生产、存储、实验与办公等功能。公司设有纺织车间、整经车间、后处理车间、实验室及存储空间,这些生产相关的设施共占地约2500平米,充分支持公司每年60万平方米隔膜的产能。
13. 浙江嘉菲立新材料有限公司
浙江嘉菲立新材料公司是一家以创新驱动发展的科技型企业,不断通过化学的力量进行革新和创造,力求服务氢能行业,致力于向碱性电解水制氢设备生产商和所有者提供他们所青睐的聚苯硫醚(PPS)隔膜产品。
嘉菲立公司将聚苯硫醚(PPS)树脂进行了稳定结构的改性处理,由改性树脂材料制作而成聚苯硫醚(PPS)隔膜产品具有高传导性、低能耗、高可靠隔离性能。
嘉菲立公司是PPS隔膜行业首家通过德国 TÜV认证的企业,隔膜产品可以有效解决行业低负荷(30%~40%)下氢氧互串的痛点,确保碱性电解槽(ALK)能够长期运行。
浙江嘉菲立新材料公司也是由菲立化学工程(遂昌)有限公司参股的公司。菲立化学设有博士后工作站、高新技术企业研发开发中心等科研会所。现已取得1项国际发明专利、6项国内发明专利、16项实用新型专利、6项外观专利、高层次人才创业大赛一等奖、科技进步企业荣誉、科技型中小企业荣誉、国家高新技术企业荣誉等。
14. 江苏聚烁新材料科技有限公司
江苏聚烁新材料科技有限公司是一家致力于耐高温毡、针刺无纺布用先进纤维的科研、开发、生产和销售的高新企业。
织物型pps隔膜可定制规格:克重300-500g/m²,门幅1-3m。
PPS布相关的企业还有日本NBC、绍兴超然纺织、海宁昱品、浙江三众、浙江正本新材、江苏新任等。
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原文始发于微信公众号(艾邦高分子):电解水制氢用PPS隔膜企业最新名单