서문
지구 온난화와 에너지 안보 위기라는 이중적 도전이 심화되는 가운데, 수소 에너지는 효율적이고 청정한 에너지원으로서 막대한 발전 잠재력을 보여주고 있습니다. 이 중 물 전기분해 수소 제조 기술은 원료 공급원이 광범위하고, 생성물이 무공해이며, 공정 과정에서 배출이 전혀 없다는 뚜렷한 장점으로 가장 유망한 지속 가능한 수소 제조 기술로 간주됩니다. 이 기술은 “이중 탄소” 정책 목표 실현을 촉진할 뿐만 아니라, 풍력, 태양광 등 재생 에너지와 효율적으로 결합해 전기 에너지를 안정적인 화학 에너지로 전환·저장할 수 있습니다. 중국 수소 에너지 연맹의 예측에 따르면, 2050년까지 중국에서 재생 에너지 기반 물 전기분해 수소 제조 비중이 70%에 이를 것으로 전망되어, 미래 수소 공급 시스템의 절대적 주력이 될 것입니다.
물 전기분해 수소 제조의 주요 기술 경로 중, 양성자 교환막(PEM) 전해조는 높은 효율, 높은 전류 밀도, 넓은 출력 변동 적응성으로 큰 주목을 받고 있습니다. 그 핵심 부품인 막 전극 접합체(MEA)는 양성자 교환막, 촉매층 및 가스 확산층(GDL), 또는 다공성 전달층(PTL)으로 구성되어 있으며, 물 전기분해 반응이 일어나는 “심장”에 해당합니다.
가스 확산층(GDL)은 분리판(이극판)과 촉매층 사이에 위치한 정밀한 다공성 매질입니다. 물리적 측면에서, 이는 촉매층에 기계적 지지를 제공하며, 반응물(H₂O)의 균일한 분포를 보장하고 생성 가스(H₂/O₂)를 효율적으로 배출합니다. 전기적 측면에서는 전극과 분리판 사이에 효율적인 전자 전도 경로를 구축합니다. 이러한 기능들의 시너지 효과는 기체 전달 효율 향상, 생성물 순도 보장, 전기분해 반응 촉진 및 전해조의 전반적 안정성과 성능 유지에 매우 중요합니다. 또한, PEM 전해조의 양극 측은 매우 가혹한 운전 조건에 직면해 있습니다: 강산성 환경, 높은 산화 전위, 산소 풍부 분위기. 이는 가스 확산층의 재료 성능에 매우 높은 요구 사항을 제시하며, 이러한 도전에 대응하기 위해 재료 설계와 제조는 일련의 까다로운 성능 지표를 충족해야 합니다.
웅카이의 신에너지 여과 기술
기존 금속 재료는 전도성과 지지력 측면에서 장점을 가지고 있지만, 장기간 사용 시 성능 저하라는 한계에 직면해 있습니다.
이 첨단 분야에서, 난징 웅카이는 혁신적인 금속 여과 기술을 통해 고성능 가스 확산층 제조에 실현 가능한 솔루션을 제공하고 있습니다. 이 기술은 PEM 전해조가 가스 확산층에 요구하는 핵심 요구 사항에 정밀하게 부응합니다:
난징 웅카이:
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핵심 필터 요소의 설계 및 선정
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전반적인 공정 흐름의 계획 및 설계
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주요 밸브 및 계장의 동반 선정
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정밀 배관 시스템의 레이아웃 설계
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Nanjing Shinkai Filter Co., Ltd.
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