碱性水电解制氢编织网的牌号、规格、型号、材质、种类、特性、用途
碱性水电解制氢编织网的牌号、规格、型号、材质、种类、特性、用途
以下是关于碱性水电解制氢用金属编织网的详细技术解析，涵盖牌号、规格、材质、特性及选型要点：
一、核心材质与牌号
碱性水电解制氢（工作条件：30%~40% KOH溶液，80~90℃）对材料耐腐蚀性、导电性及机械强度要求极高，常用材质如下：
材质类型 | 典型牌号 | 特性及适用场景 |
纯镍 | Nickel 201（UNS N02201） | 高纯度镍（≥99.9%），耐强碱腐蚀，导电性优异，用于电极基材网、隔膜支撑层 |
镍合金 | Monel 400（UNS N04400） | Ni-Cu合金，耐碱腐蚀性更强，适用于高压电解槽或高电流密度场景 |
镀镍钢 | 低碳钢+电镀镍（≥20μm） | 低成本替代方案，需确保镀层无孔隙，适用于非核心部件（如框架） |
钛基涂层网 | TA1钛+Pt/Ir涂层 | 钛基体耐碱钝化，表面贵金属涂层增强催化活性，用于高性能电极（PEM电解槽兼容） |
注：
不锈钢（如316L）在高温浓碱中易发生应力腐蚀开裂（SCC），仅限短期或低浓度环境使用。
纯镍网需符合ASTM B162标准，杂质含量（Fe、C等）需严格限制以降低析氢过电位。
二、规格与型号
编织网规格以丝径、孔径、开孔率为核心参数，型号通常由厂商自定义（例：Ni-200-100目）：
参数 | 典型范围 | 设计要点 |
丝径 | 0.1mm~0.5mm | 丝径越细，比表面积越大，利于催化反应；但机械强度降低，需平衡耐久性与活性 |
孔径（目数） | 50~200目（对应孔径0.3~0.07mm） | 小孔径抑制气泡阻塞，大孔径降低电阻，通常选择80~120目（孔径0.18~0.1mm） |
开孔率 | 35%~60% | 高开孔率提升离子传输效率，但需保证结构稳定性 |
编织方式 | 平纹（基础）、斜纹（增强） | 斜纹编织抗拉强度提升20%~30%，适用于动态压力波动环境 |
三、种类与功能
根据电解槽内位置和作用分类：
种类 | 功能及要求 |
电极基材网 | 承载催化剂（如Ni-Mo涂层），需高导电性、抗蠕变（丝径≥0.2mm） |
气体扩散层（GDL） | 促进H₂/O₂快速逸出，要求高开孔率（≥50%）和疏水处理（PTFE浸渍） |
隔膜支撑网 | 支撑石棉或复合隔膜，需低电阻、耐碱渗透（材质推荐Nickel 201） |
防枝晶屏蔽网 | 多层细密编织（≥200目），防止金属枝晶穿透引发短路 |
四、关键特性
耐腐蚀性：
镍在80℃/30% KOH中腐蚀速率＜0.01mm/年，316L不锈钢＞0.1mm/年（不适用）。
导电性：
纯镍电阻率6.9×10⁻⁸Ω·m，优于不锈钢（7.4×10⁻⁷Ω·m），降低欧姆损耗。
机械强度：
平纹镍网抗拉强度≥300MPa，斜纹编织可提升至400MPa以上。
表面处理：
化学抛光（Ra≤0.1μm）减少析氢过电位，激光蚀刻微结构增强催化剂附着力。
五、应用场景与选型建议
应用场景 | 推荐材质与规格 | 性能目标 |
常压电解槽 | Nickel 201，100目，平纹，开孔率45% | 低成本、长寿命（＞5万小时） |
高压电解槽（3MPa） | Monel 400，80目斜纹，丝径0.3mm | 抗蠕变、耐高压气体冲击 |
可再生隔膜系统 | TA1钛+Ir涂层，120目，PTFE疏水处理 | 兼容PEM/碱性混合电解，抑制气体交叉 |
高电流密度（＞0.5A/cm²） | 镀镍钢（镀层≥30μm），50目，丝径0.5mm | 成本可控，需定期更换（寿命约2万小时） |
六、注意事项
镀层质量检测：镀镍钢需通过孔隙率测试（ISO 14647），确保无基体暴露。
杂质控制：镍网硫含量需＜0.002%，避免催化剂中毒。
焊接工艺：推荐氩弧焊（TIG）或激光焊，防止热影响区晶间腐蚀。
标准参考：
电极网性能测试参考IEC 62282-2（燃料电池电解槽标准）。
耐碱腐蚀数据参考ASTM G31浸泡试验。