La solution « Couche de Diffusion de Gaz Haute Performance » de Shinkai – Pour que chaque litre d’hydrogène soit plus pur

Face au double défi du réchauffement climatique et de la sécurité énergétique, l’hydrogène, en tant qu’énergie efficace et propre, démontre un immense potentiel. Parmi les méthodes de production, l’électrolyse de l’eau se distingue par ses avantages significatifs : des matières premières largement disponibles, aucun polluant produit, et un processus à émissions nulles. Elle est considérée comme la technologie de production d’hydrogène durable la plus prometteuse. Cette technologie peut non seulement contribuer à la réalisation des objectifs « double carbone », mais aussi s’intégrer efficacement aux énergies renouvelables comme l’éolien et le solaire, en convertissant l’électricité en une énergie chimique stable pour le stockage. Selon les prévisions de l’Alliance chinoise de l’hydrogène, d’ici 2050, jusqu’à 70 % de l’hydrogène produit en Chine pourrait provenir de l’électrolyse de l’eau couplée aux renouvelables, en faisant le pilier absolu du futur système d’approvisionnement en hydrogène.

Parmi les principales voies technologiques de l’électrolyse de l’eau, l’électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM) attire une attention particulière en raison de son rendement élevé, de sa haute densité de courant et de sa large plage de variation de puissance. Son composant central – l’assemblage membrane-électrodes (MEA) –, constitué de la membrane échangeuse de protons, des couches catalytiques et de la couche de diffusion des gaz (GDL), également appelée couche de transport poreuse (PTL), est le « cœur » où se produit la réaction d’électrolyse de l’eau.

La couche de diffusion des gaz est un milieu poreux de précision situé entre la plaque bipolaire et la couche catalytique. Physiquement, elle fournit un support mécanique à la couche catalytique, assure une distribution uniforme du réactif (H₂O) et évacue efficacement les gaz produits (H₂/O₂). Électriquement, elle constitue un chemin conducteur efficace pour les électrons entre l’électrode et la plaque bipolaire. La synergie de ces fonctions est cruciale pour améliorer l’efficacité du transport des gaz, garantir la pureté des produits, favoriser la réaction d’électrolyse et assurer la stabilité globale ainsi que les performances de l’électrolyseur. Par ailleurs, le côté anode d’un électrolyseur PEM fonctionne dans des conditions extrêmement sévères : environnement fortement acide, potentiel d’oxydation élevé et atmosphère riche en oxygène. Cela impose des exigences de performance matérielle très strictes pour la couche de diffusion des gaz. Pour relever ces défis, la conception et la fabrication des matériaux doivent répondre à une série d’indicateurs de performance rigoureux.

Si les matériaux métalliques traditionnels présentent des avantages en termes de conductivité et de support, leur performance tend à se dégrader lors d’un service à long terme.

Dans ce domaine à la pointe de la technologie, Nanjing Shinkai apporte une solution tangible pour la fabrication de couches de diffusion de gaz haute performance grâce à sa technologie innovante de filtration métallique. Cette technologie répond avec précision aux exigences fondamentales des électrolyseurs PEM vis-à-vis de la couche de diffusion des gaz :

Graphique 1 : Contrôle de porosité précis​ → Permet une précision de filtration absolue ≥ 0,1 micromètre, assurant une distribution uniforme des réactifs et une évacuation fluide des gaz produits.

Graphique 2 : Performances de conduction exceptionnelles​ → En garantissant une haute perméabilité aux gaz et un débit gazeux important, tout en bénéficiant d’une structure dense et d’une surface plane, elle réduit efficacement la résistance de contact.

Graphique 3 : Stabilité structurelle remarquable​ → Le matériau lui-même élimine le risque de détachement de particules, évitant toute contamination secondaire. Une régénération par contre-lavage efficace est possible, prolongeant significativement la durée de vie de la GDL.

Graphique 4 : Résistance à la corrosion extrême​ → Le produit peut résister aux environnements à haute température et acides, supporte la régénération par nettoyage acide, et s’adapte parfaitement aux conditions sévères du côté anode de la PEM.

Graphique 5 : Choix flexible des matériaux​ → Nous proposons une variété de matériaux incluant l’acier 316L, 310S, 904L, le titane et le Hastelloy. Des solutions personnalisées « une stratégie par client » peuvent être élaborées en fonction de votre application spécifique et de votre budget.

Shinkai s’engage à relever les défis liés à la diversité des caractéristiques des produits et à la sévérité des environnements opérationnels. Grâce à une innovation technologique et un développement produit continus, nous fournissons des systèmes de filtration personnalisés, efficaces et fiables. Notre objectif est de résoudre avec précision les divers problèmes de séparation rencontrés par nos clients dans leurs processus de production, améliorant ainsi significativement leur efficacité et leur niveau technologique. Si votre production est confrontée à un défi de filtration/séparation, nous serions ravis d’échanger avec vous et de vous proposer un service complet et sur mesure, couvrant toutes les étapes depuis la consultation initiale jusqu’à la livraison finale. Notre champ d’intervention inclut :

Travaillons ensemble pour créer la solution de filtration optimale, taillée sur mesure pour vos besoins.