Верига за водородна енергетика и температурен сензор

Водородната енергия се отнася до енергията, освободена от водорода по време на физични и химични промени, които могат да се използват за съхранение на енергия, производство на електроенергия, гориво за различни превозни средства, битово гориво, и т.н. Водородната енергия също е вторична енергия, зелено и с нулеви емисии, или енергийна форма.

[Верига на водородната енергетика]
Нагоре по течението: производство на водород, съхранение и транспортиране, работа на станция за зареждане с водород;
Средно течение: система с горивни клетки и производство на части;
Надолу по течението: приложение на водородни горивни клетки и много други връзки.

PT100 k-тип E-тип термодвойка температурен сензор за превозни средства с водородна енергия

NTC температурен сензор за водородни горивни клетки

DS18b20 температурен сензор за автомобили с водородна енергия

Пътят за производство на водород ще варира в зависимост от наличността на ресурсите на мястото за производство на водород. Връзката за съхранение на водород е основно съхранение на газообразен водород, но перспективите за съхранение на водород в сплавта са добри. Връзката на станцията за зареждане с водород ще представи модел на съвместно съществуване и допълване между централното производство на водород и разпределеното производство на водород. Възможностите в връзката на горивните клетки са мембрани за обмен на протони, евтини катализатори и бутилки за съхранение на водород. Автомобилният пазар е най-големият във връзката надолу по веригата, а пазарът на търговски превозни средства с водородни горивни клетки се очаква да експлодира първо на пазара на автомобилни приложения.

1. Производство на водород
Производството на водород е важно звено във веригата на водородната енергетика. Според технологията на производство, може да се раздели на изкопаеми енергийни производство на водород, производство на водород от промишлени странични продукти и производство на водород чрез водна електролиза:
Производство на водород от изкопаеми енергийни източници (известен още като сив водород) е основният източник на водород в моята страна. Има ниска производствена цена, но с високи въглеродни емисии, което не е благоприятно за реализацията на моята страна “3060” гол;

Промишлен страничен газ, производство на водород (т.е.. син водород) главно се отнася до водорода, получен при производството на химически продукти като коксов газ, синтетичен амоняк, и синтетичен метанол.

Производство на водород чрез електролиза на вода (т.е.. зелен водород) не отделя парникови газове по време на процеса на производство на водород, и чистотата на водорода е висока. Това е основната посока на производството на водород в бъдеще. Въпреки това, текущото потребление на електроенергия при производството на водород чрез електролиза на вода е голямо и производствените разходи са високи.

2. Съхранение и транспортиране на водород
Съхранението и транспортирането на водород е ключова връзка, ограничаваща развитието на водородната енергийна индустрия в моята страна. Като най-лекият газ в природата, водородът има уникални физични и химични свойства, което прави съхранението и транспортирането много трудно и скъпо, което също се превърна в една от причините, възпрепятстващи развитието на водородната енергийна индустрия. Метод за съхранение на водород съответства на метод за транспортиране на водород. В момента, има четири основни начина за съхранение и транспортиране на водород, именно, газ под високо налягане, нискотемпературен течен водород, съхранение и транспортиране на органични течни и твърди вещества.

Днес, технологията за съхранение на газообразен водород под високо налягане е зряла, и ще се превърне в основната технология за съхранение на водород, насърчавана от моята страна в бъдеще; нискотемпературното съхранение и транспортиране на течен водород се използва главно в космическата област; съхранението и транспортирането на органични течни и твърди вещества все още са в етап на изследване и демонстрация.

3. Станция за зареждане с водород
Основните компоненти на станцията за зареждане с водород са машина за зареждане с водород, водороден компресор (отчитане на около 30% от общата цена), група бутилки за съхранение на водород, и т.н. Текущата посока на развитие на производството на оборудване е да се ускори процесът на локализиране на водородните компресори, като по този начин се намаляват разходите за изграждане на станции за зареждане с водород.

От юли 5, 2022, моята страна е построила общо 272 станции за зареждане с водород. Сред тях, Провинция Гуангдонг има най-голям брой станции, достигане 52, и провинция Шандонг има 29, заема второ място в страната. Броят на станциите в Jiangsu и Zhejiang е повече от 20. Сред общините, Шанхай има най-голям брой гари, достигане 15. Пекин има 14. В момента, с изключение на Тибет, Цинхай и Гансу, моята страна постигна пълно покритие на станциите за зареждане с водород. Според планирането на броя на станциите за зареждане с водород, общият планиран брой ще надхвърли 800 в 2025.

IV. По средата на веригата на водородната енергетика
В средата на веригата на водородната енергийна индустрия, основният фокус е върху горивните клетки и техните осем ключови компонента:

1. Горивна клетка
Горивната клетка е устройство за генериране на енергия, което директно преобразува химическата енергия на водорода и кислорода в електрическа енергия. Основният принцип е обратната реакция на електролизата на водата. Горивните клетки са по-сложни от обикновените системи с литиеви батерии, състояща се основно от стек батерии (ядрото на цялата акумулаторна система) и системни компоненти (въздушен компресор, овлажнител за въздух, водородна циркулационна помпа, група бутилки за съхранение на водород).
△ Принцип на работа на системата с горивни клетки - водородът и кислородът се подават съответно към анода и катода. След като водородът дифундира навън през анода и реагира с електролита, той освобождава електрони, за да достигнат до катода чрез външния товар.

2. Осем ключови компонента на горивните клетки
В областта на водородната енергетика, Министерството на промишлеността и информационните технологии разделя осемте ключови компонента на горивните клетки на: стек с горивни клетки, биполярна плоча, мембранен електрод, протонообменна мембрана, катализатор, газодифузионен слой, въздушен компресор и водородна циркулационна помпа, което също е ключовата връзка, която моята страна трябва да преодолее в развитието на индустрията за водородна енергия.

Стекът от горивни клетки, основният компонент на системата на двигателя, е мястото, където водородът и кислородът претърпяват електрохимични реакции и генерират електричество.

Тъй като изходната мощност на единична горивна клетка е малка, множество горивни клетки обикновено се свързват последователно, за да образуват стек за увеличаване на изходната мощност. Следователно, стекът е композитен компонент, съставен от редуващи се биполярни пластини и мембранни електроди, с уплътнения, вградени между всеки мономер, и се затяга с винтове след натискане на предната и задната крайни плочи. В цената на автомобил с горивни клетки, системата с горивни клетки представлява около 60%, и купчината с горивни клетки представлява повече от 62% от цената на системата с горивни клетки, така че намаляването на цената на стека с горивни клетки е ключът към развитието на автомобилната индустрия с горивни клетки.

Биполярните пластини представляват около 60-80% от масата на купчината горивни клетки, 20-40% от разходите, и почти заемат целия обем на купчината горивни клетки, играе ролята на опора на механичната структура, равномерно разпределение на газа, източване на вода, провеждане на топлина и електричество.

Според различни материали, биполярните плочи могат да бъдат разделени на графитни биполярни плочи, метални биполярни пластини и композитни биполярни пластини. Графитни биполярни плочи – леко тегло, силна стабилност и висока устойчивост на корозия, но лоши механични свойства. Метални биполярни пластини – силни механични свойства, тънка дебелина, добра газова бариера, но лесен за корозия и кратък живот. Композитни биполярни пластини – имат предимствата както на графитни плочи, така и на метални плочи, но процесът на приготвяне е сложен и цената е висока.

Мембранните електроди се състоят главно от протонообменни мембрани, катализатори, рамки и газодифузионни слоеве, и обикновено представляват седемслойна подредена структура.

В момента, разликата в производителността между продуктите, произведени от местни и чуждестранни производители на мембранни електроди, става все по-малка, и мембранни електроди с ниски цени на препарата, висока производителност и добра издръжливост също са се превърнали във фокуса на местни и чуждестранни производители. Съдейки по разположението на местните предприятия, разширяването на предприятията за мембранни електроди ще се ускори след това 2021, а технологията за двустранно директно нанасяне на покритие и технологията за формоване с интегриран мембранен електрод стават масови.

Протонообменните мембрани имат функцията да изолират електрони, разделяне на положителните и отрицателните полюси, и проводящи протони. Производственият процес е сложен и има високи технически и квалификационни бариери.

Според съдържанието на флуор, протонообменните мембрани могат да бъдат разделени на мембрани с перфлуоросулфонова киселина, частично флуорирани полимерни мембрани, нови нефлуорирани полимерни мембрани, композитни мембрани, и т.н. Перфлуорните протонообменни мембрани са широко използвани поради тяхната отлична термична стабилност, химическа стабилност, висока механична якост и висока степен на индустриализация.

Катализаторите за горивни клетки се разделят на платинени катализатори, катализатори с ниско съдържание на платина, и неплатинени катализатори.

В промишленото производство на катализатори, моята страна изостава много от чуждите държави и разчита на внос от дълго време. Това не само увеличи цената на горивните клетки, но също така ограничи развитието на водородната енергийна индустрия в моята страна. В момента, процесът на локализиране на катализаторите за горивни клетки в моята страна се ускорява. Напоследък, линията за производство на катализатори за горивни клетки на Zhongzi Environmental Protection е завършена и успешно е преминала приемането. От завършването на екологично чистата производствена линия, има голямо значение за основните материали на горивните клетки да напреднат към локализиране, постигане на технически контрол и намаляване на разходите.

Газодифузионният слой обикновено се състои от основен слой и микропорест слой. След като основният слой на газодифузионния слой е хидрофобен, единичен или множество микропорести слоеве са покрити върху него, за да образуват газодифузионен слой. Играе важна роля в поддържането на каталитичния слой, събиране на ток, провеждане на газ и изпускане на вода от продукта на реакцията в горивни клетки.

Според различните основни слоеве, може да се раздели на хартиен субстрат от въглеродни влакна, субстрат от въглероден плат и метален субстрат. В момента, повечето производители на горивни клетки използват продукти за газодифузионен слой от производители като японския Toray, Съединените щати AvCarb, и германската SGL. Въпреки това, General Hydrogen Energy на моята страна, Jiangsu Hydrogen Power и други компании могат основно да сравняват международни напреднали продукти на техническо ниво и се очаква да постигнат индустриализация.

Водородна циркулационна помпа, основният продукт за циркулация на водород в моята страна. Ако комплектът батерии се сравни с “сърце” на горивната клетка, тогава водородът е “кръв”, и системата за циркулация на водорода е “силен миокард” за да се осигури потокът от “кръв”. Продуктите за циркулация на водород включват главно водородни циркулационни помпи и водородни ежектори: В сравнение с водородните ежектори, водородните циркулационни помпи имат предимствата на активната регулируемост, бърза скорост на реакция, и широк работен диапазон.

Въздушните компресори са съставени от компресионни елементи, драйвери, и механично оборудване, което задвижва компресорни елементи.

За разлика от обикновените въздушни компресори, въздушните компресори с горивни клетки трябва да отговарят на много строги изисквания, като например безмаслени, нисък шум, висока надеждност, висока ефективност, миниатюризация, широк работен диапазон, добра способност за динамична реакция, и добро управление на топлината. По отношение на пазарния дял, степента на локализация на въздушните компресори с горивни клетки е относително висока, и водещи местни компании включват Kingston, Сегатрон, и т.н.

V. Надолу по веригата на водородната енергийна индустрия
Надолу по веригата на индустрията, приложението на водородната енергия се отразява главно в транспорта, производство на електроенергия, съхранение на енергия, индустрия и други сценарии, сред които транспортът е важен пробив за потреблението на водородна енергия.

От април 30, 2022, общо от 8,198 превозните средства с горивни клетки са свързани с Националната платформа за мониторинг и управление на превозни средства с нова енергия. Сред тях, автобусите с горивни клетки са най-големите, с общо 4,241 свързани, счетоводство за 51.73% от общата сума; свързани са специални превозни средства, счетоводство за 3,945, счетоводство за 48.12%, включително логистични специални превозни средства, инженерни специални превозни средства и санитарни специални превозни средства; и леки автомобили са свързани, счетоводство за 12, счетоводство за 0.15%.

От гледна точка на демонстрационни приложения на превозни средства с горивни клетки, моята страна в момента има пет големи групи демонстрационни градове, а именно Пекин-Тиендзин-Хъбей, Шанхай, Гуандун, Хъбей и Джънджоу. Петте големи клъстера на демонстрационни градове са свързали общо 5,853 превозни средства с горивни клетки, счетоводство за 71.40% на националния достъп до превозни средства с горивни клетки. Сред тях, градският клъстер Гуангдонг има най-голям брой свързани превозни средства с горивни клетки, достигане 2,604.

VI. Температурен сензор
1. Приложение в температурни сензори
Той е експлозивен и летлив сам по себе си. Основните източници на опасност, пред които е изправена бордовата водородна система на превозни средства с горивни клетки, са пожар и експлозия. Следователно, хората повдигнаха въпроси относно безопасността на бордовата водородна система на автомобилите. За да се координират техническите изисквания за безопасност на различни страни и да се направи обществеността по-разпозната за водородните горивни клетки, Икономическата комисия за Европа на ООН създаде специална работна група и изготви глобалните технически регламенти GTR3 “Глобални технически разпоредби за превозни средства с водородни горивни клетки”. Безопасността на превозните средства с водородни горивни клетки е ясно уредена в този технически регламент.

Водородните ресурси са много добри, чисти и възобновяеми. Да вземем за пример електрически превозни средства с водородни горивни клетки. Чуждата технология е доста зряла. Това е ново енергийно превозно средство, задвижвано от електрически двигател и задвижвано от електричество, генерирано от водородно гориво чрез електрохимични реакции.

Тъй като след химическата реакция се генерира само вода, емисията е близка до нулата. В сравнение с превозни средства с нова енергия от литиева батерия, потребителите нямат проблеми с издръжливостта и не е необходимо да променят навиците си за употреба. Процесът на хидрогениране отнема само 5 минути, и няма проблем със замърсяването, причинен от бракуването на батерии с голям капацитет след продължителна употреба, затова се нарича превозно средство с чиста енергия.

Въпреки това, водородните горивни клетки са склонни към изтичане и имат много широк диапазон на експлозия. В момента това е газът с най-широк диапазон на вълните. Докато се смеси с въздуха и достигне съотношение от 4% към 75%, той ще експлодира и принадлежи към експлозионния газ от първо ниво. Следователно, от станции за производство на водород, станции за съхранение на водород, транспортни средства, станции за зареждане с водород, за автомобили с водородни горивни клетки, водородът трябва да се тества, течовете се откриват възможно най-рано, клапаните незабавно се изключват и алармите се включват, за да се намалят опасностите за безопасността.

Освен това, за автомобили с водородни горивни клетки, водородните сензори не могат да се използват само за наблюдение на течове на водород в края на резервоара за газ и стека, но и за откриване на концентрацията на водород в отработените газове. Превозните средства с горивни клетки могат също да анализират производителността и степента на реакция на стека в реално време въз основа на тази информация за мониторинг, така че да коригирате съответните входни индикатори или конфигурации на данни навреме, за да постигнете безопасна и ефективна работа на превозното средство.

Следователно, Сензорите за превозни средства с водородни горивни клетки са от голяма стойност. Има основно сензори за изтичане на газ, сензори за налягане, температурни сензори, температура, вградени сензори за влажност и налягане, сензори за въздушен поток, и т.н.

например, водородните сензори включват чувствителни сонди, платки, външни обвивки и свързани структурни компоненти; интерфейсът между сензора и външната среда е предимно комуникационен интерфейс, и тези подсистеми са органично комбинирани, за да образуват компонент за водороден сензор. Основната функция на инсталирането на водородни сензори е да се гарантира безопасната работа на превозните средства с водородни горивни клетки. Както всички знаем, водородът е запалим и експлозивен газ. За автомобили с водородни горивни клетки, водородните сензори могат да открият кога концентрацията на водород надвишава безопасния диапазон и да подадат алармен сигнал към автомобила навреме. Системата на превозното средство незабавно ще предприеме съответните мерки за безопасност при изключване на захранването, за да предотврати инциденти, свързани с безопасността.

Сензорите за водород могат да се използват не само за наблюдение на изтичане на водород в резервоара за газ и края на стека, но и за откриване на концентрацията на водород в отработените газове. Автомобилите с водородни горивни клетки могат също да анализират производителността и степента на реакция на стека в реално време въз основа на тази информация за мониторинг, така че да коригирате съответните входни индикатори или конфигурация на данните навреме, за да постигнете безопасна и ефективна работа на превозното средство.

например, водородните температурни сензори се използват главно за откриване на налягането на водорода. Използва черупка от неръждаема стомана 316L, който може да устои много добре на водородна крехкост и проникване, и неговата надеждност, точността и издръжливостта са много високи, които могат ефективно да отговорят на работата по измерване на температурата на горивни клетки и други източници на водородна енергия на пазара. Освен това, статичното работно налягане на новия сензор за водородна температура може да достигне 160 бара (много по-високо от общото изискване за налягане), и обхватът на измерване е от -40 ℃ до +100 °C.

г-н. Дзън, производител на датчик за температура на водород, каза изследователят: “Националният стандарт има изисквания за водородна безопасност на превозни средства с водородни горивни клетки. Броят на водородните сензори, необходими за едно превозно средство, трябва да се разглежда в комбинация с пространственото оформление, вентилация, безопасност, и т.н. Най-общо казано, за двигателя е необходим поне един, резервоар за съхранение на водород, пилотска кабина (вътре в колата), и ауспухът също ще се нуждае от такъв.”

“Струва си да се спомене, че водородните сензори са разделени на много спецификации и обхватите също са различни. Различните модели горивни клетки и различните позиции на един и същ модел имат различни изисквания за водородни сензори. Ако се изисква устойчивост на висока температура и влага и висока точност, цената ще бъде по-скъпа. Въз основа на отчитане както на нуждите на превозното средство, така и на намаляването на разходите, потребителите обикновено избират решения за водородни сензори по изчерпателен начин. ”

“От техническа гледна точка, автомобилните сензори за водород са различни от потребителските сензори. Те имат много сложни работни условия и трябва да изпитат по-тежки високи и ниски температури заедно с превозното средство. Те също трябва да се съпротивляват на външни сили (като например вибрации, въздействие, и т.н.). Разработването на автомобилни водородни сензори трябва да отговаря на основните изисквания и процеси на разработване на автомобилни продукти, започвайки от описание и анализ на системните изисквания, и постепенно итерация към дизайна, анализ, проверка, и тестване на превозни средства, за да се гарантира изчерпателността, надеждност, и безопасността на продукта. ”

2. Приложение на канали за продажба на температурни сензори и човешки ресурси
“Персоналът по продажбите на канали в индустрията за стекове от батерии в средата на потока и персоналът по продажбите на канали за превозни средства с водородна енергия и температурни сензори за водородни горивни клетки имат припокриващи се канали и припокриващи се клиентски ресурси. Търговският персонал може да постигне безпроблемна връзка чрез смяна на работни места в тези две индустрии.”

“Нашата компания за температурни сензори набира служители за нуждите на продажбите на производството на водородни горивни клетки и автомобили с водородна енергия, и също така може точно да търси таланти за канални продажби в тези индустрии.”

Екипът по продажбите на компанията за температурни сензори анализира, че бизнес цикълът на първата вълна от превозни средства с водородна енергия и водородни горивни клетки се отваря, така че не е трудно да се реши, че “превозно средство с водородна енергия/отрасъл за продажби на водородни горивни клетки” могат да бъдат подготвени и установени. Чрез подреждане на списъците с клиенти и регионалното разпределение на производителите на автомобили с водородна енергия и водородни горивни клетки, регионалното оформление и строителните разходи за това “превозно средство с водородна енергия/отрасъл за продажби на водородни горивни клетки” са ясни.

3. Приложение в маркетинга и рекламата на температурни сензори
Вече има вертикални офлайн дейности за популяризиране на водородни горивни клетки и сензори за температура на превозни средства с водородна енергия. Организациите включват Международната асоциация за водородни горивни клетки и Китайския алианс за водородна енергия, и дейностите включват Световната конференция и изложение за технологии за водородна енергия, и т.н.

Основният начин за популяризиране на водородни горивни клетки и сензори за температура на превозни средства с водородна енергия онлайн е маркетингът на съдържанието. Изграждане на компютърни мрежи, Акаунтите в WeChat и провеждането на операции със съдържание, които могат да решат нуждите на потребителите, е основното умение, и изграждане на екосистема за маркетинг на съдържание, обхващаща Baidu, Жиху, Сяохонгшу, и т.н. за търсачките е големият пазар.

4. Приложение при инвестиране и финансиране на температурни сензори
От гледна точка на цялата верига на водородната енергетика, най-големите облагодетелствани от капитала са основните компоненти на водородните горивни клетки, като системите за батерии в средата, стекове, и мембранни електроди (НЕЩО). например, можете да обмислите предварително организиране на температурни сензори за водородни горивни клетки. Компаниите за веригата за доставка на автомобили с водородна енергия и температурните сензори са подходящи за взаимни инвестиции и съвместно обслужване на общи клиенти.