Cadena industrial de energía de hidrógeno y sensor de temperatura.

La energía del hidrógeno se refiere a la energía liberada por el hidrógeno durante los cambios físicos y químicos., que se puede utilizar para el almacenamiento de energía, generación de energía, combustible para varios vehículos, combustible doméstico, etc.. La energía del hidrógeno también es una energía secundaria., verde y cero emisiones, o forma de energía.

[Cadena de la industria de la energía del hidrógeno]
Río arriba: producción de hidrógeno, almacenamiento y transporte, funcionamiento de la estación de servicio de hidrógeno;
Centro de la corriente: Sistema de pila de combustible y fabricación de piezas.;
Río abajo: Aplicación de pilas de combustible de hidrógeno y muchos otros enlaces..

Sensor de temperatura de termopar tipo E PT100 k para vehículos de energía de hidrógeno

Sensor de temperatura NTC para pilas de combustible de hidrógeno

Sensor de temperatura DS18b20 para vehículos de energía de hidrógeno

La ruta de producción de hidrógeno variará según la dotación de recursos del sitio de producción de hidrógeno.. El enlace de almacenamiento de hidrógeno es principalmente almacenamiento de hidrógeno gaseoso., pero las perspectivas para el almacenamiento de hidrógeno en aleaciones son buenas. El enlace de la estación de servicio de hidrógeno presentará un patrón de coexistencia y complementariedad entre la producción central de hidrógeno y la producción distribuida de hidrógeno.. Las oportunidades en el enlace de las pilas de combustible son las membranas de intercambio de protones., catalizadores de bajo costo y botellas de almacenamiento de hidrógeno. El mercado de la automoción es el más grande en el ámbito de las aplicaciones downstream., y se espera que el mercado de vehículos comerciales con pila de combustible de hidrógeno explote primero en el mercado de aplicaciones automotrices..

1. producción de hidrógeno
La producción de hidrógeno es un eslabón importante en la cadena industrial de la energía del hidrógeno.. Según la tecnología de producción., se puede dividir en producción de hidrógeno con energía fósil, subproducto industrial producción de hidrógeno y electrólisis del agua producción de hidrógeno:
Producción de hidrógeno con energía fósil (También conocido como hidrógeno gris.) es la principal fuente de hidrógeno en mi país. Tiene un bajo costo de producción., pero altas emisiones de carbono, lo cual no favorece la realización de los objetivos de mi país. “3060” meta;

Producción de hidrógeno como subproducto industrial (es decir. hidrógeno azul) Se refiere principalmente al hidrógeno que se obtiene al producir productos químicos como el gas de coque., amoníaco sintético, y metanol sintético.

Producción de hidrógeno por electrólisis del agua. (es decir. hidrógeno verde) no emite gases de efecto invernadero durante el proceso de producción de hidrógeno, y la pureza del hidrógeno es alta. Esta es la dirección principal de la producción de hidrógeno en el futuro.. Sin embargo, el consumo actual de electricidad de la producción de hidrógeno por electrólisis del agua es grande y el costo de producción es alto.

2. Almacenamiento y transporte de hidrógeno.
El almacenamiento y transporte de hidrógeno es un eslabón clave que restringe el desarrollo de la industria energética del hidrógeno de mi país.. Como el gas más ligero de la naturaleza., El hidrógeno tiene propiedades físicas y químicas únicas., lo que hace que el almacenamiento y el transporte sean muy difíciles y costosos, que también se ha convertido en una de las razones que obstaculizan el desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno.. Un método de almacenamiento de hidrógeno corresponde a un método de transporte de hidrógeno.. Actualmente, Hay cuatro formas principales de almacenar y transportar hidrógeno., a saber, gas a alta presión, hidrógeno líquido a baja temperatura, Almacenamiento y transporte de líquidos y sólidos orgánicos..

Hoy, La tecnología de almacenamiento de hidrógeno gaseoso a alta presión está madura., y se convertirá en la principal tecnología de almacenamiento de hidrógeno impulsada por mi país en el futuro; El almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido a baja temperatura se utiliza principalmente en el campo aeroespacial.; El almacenamiento y transporte de líquidos y sólidos orgánicos aún se encuentran en la etapa de investigación y demostración..

3. Estación de repostaje de hidrógeno
Los componentes principales de la estación de servicio de hidrógeno son la máquina de repostaje de hidrógeno., compresor de hidrogeno (contabilizando aproximadamente 30% del costo total), grupo de botellas de almacenamiento de hidrógeno, etc.. La dirección de desarrollo actual de la fabricación de equipos es acelerar el proceso de localización de compresores de hidrógeno., reduciendo así el coste de construcción de las estaciones de servicio de hidrógeno.

A partir de julio 5, 2022, mi país ha construido un total de 272 estaciones de servicio de hidrógeno. Entre ellos, La provincia de Guangdong tiene el mayor número de estaciones., alcanzando 52, y la provincia de Shandong tiene 29, ocupando el segundo lugar en el país. El número de estaciones en Jiangsu y Zhejiang es más de 20. entre los municipios, Shanghai tiene el mayor número de estaciones., alcanzando 15. Beijing tiene 14. Actualmente, excepto el Tíbet, Qinghai y Gansu, Mi país ha logrado una cobertura total de estaciones de servicio de hidrógeno.. Según la planificación del número de estaciones de servicio de hidrógeno, el número total planificado excederá 800 en 2025.

IV. Midstream de la cadena industrial de la energía del hidrógeno
En el medio de la cadena de la industria energética del hidrógeno, La atención se centra principalmente en las pilas de combustible y sus ocho componentes clave.:

1. Pila de combustible
Una pila de combustible es un dispositivo de generación de energía que convierte directamente la energía química del hidrógeno y el oxígeno en energía eléctrica.. El principio básico es la reacción inversa de la electrólisis del agua.. Las pilas de combustible son más complejas que los sistemas de baterías de litio comunes, compuesto principalmente por una pila de baterías (El núcleo de todo el sistema de baterías.) y componentes del sistema (compresor de aire, humidificador, bomba de circulación de hidrógeno, grupo de botellas de almacenamiento de hidrógeno).
△ Principio de funcionamiento del sistema de pila de combustible: se suministra hidrógeno y oxígeno al ánodo y al cátodo respectivamente.. Después de que el hidrógeno se difunde hacia afuera a través del ánodo y reacciona con el electrolito., Libera electrones para llegar al cátodo a través de la carga externa..

2. Ocho componentes clave de las pilas de combustible
En el campo de la energía del hidrógeno, El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información divide los ocho componentes clave de las pilas de combustible en: pila de pila de combustible, placa bipolar, electrodo de membrana, membrana de intercambio de protones, catalizador, capa de difusión de gas, compresor de aire y bomba de circulación de hidrógeno, que es también el eslabón clave que mi país necesita superar en el desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno..

La pila de pilas de combustible, El componente central del sistema del motor., es el lugar donde el hidrógeno y el oxígeno sufren reacciones electroquímicas y generan electricidad.

Dado que la potencia de salida de una sola unidad de pila de combustible es pequeña, Por lo general, se conectan múltiples unidades de celda de combustible en serie para formar una pila para aumentar la potencia de salida.. Por lo tanto, la pila es un componente compuesto compuesto por placas bipolares alternas y electrodos de membrana, con sellos incrustados entre cada monómero, y se aprieta con tornillos después de presionar las placas de los extremos delantero y trasero. En el coste de un vehículo de pila de combustible, El sistema de pila de combustible representa aproximadamente 60%, y la pila de pilas de combustible representa más de 62% del coste del sistema de pila de combustible, Por lo tanto, reducir el costo de la pila de combustible es la clave para desarrollar la industria de vehículos de pila de combustible..

Las placas bipolares representan aproximadamente 60-80% de la masa de la pila de combustible, 20-40% del costo, y ocupa casi todo el volumen de la pila de combustible, desempeñando el papel de soporte de la estructura mecánica, distribuir uniformemente el gas, drenando agua, conducir calor y electricidad.

Según diferentes materiales., Las placas bipolares se pueden dividir en placas bipolares de grafito., placas bipolares de metal y placas bipolares compuestas. Placas bipolares de grafito. – peso ligero, fuerte estabilidad y alta resistencia a la corrosión, pero malas propiedades mecánicas. Placas bipolares de metal. – fuertes propiedades mecánicas, espesor fino, buena barrera a los gases, pero fácil de corroer y de corta vida. Placas bipolares compuestas – Tiene las ventajas tanto de las placas de grafito como de las placas de metal., pero el proceso de preparación es complicado y el costo es alto.

Los electrodos de membrana están compuestos principalmente por membranas de intercambio de protones., catalizadores, Marcos y capas de difusión de gas., y generalmente son una estructura apilada de siete capas.

Actualmente, la brecha de rendimiento entre los productos producidos por fabricantes de electrodos de membrana nacionales y extranjeros es cada vez menor, y electrodos de membrana con precios de preparación bajos, El alto rendimiento y la buena durabilidad también se han convertido en el foco de los fabricantes nacionales y extranjeros.. A juzgar por el diseño de las empresas nacionales., La expansión de las empresas de electrodos de membrana se acelerará después. 2021, y la tecnología de recubrimiento directo de doble cara y la tecnología de moldeo integrado de electrodos de membrana se están volviendo comunes.

Las membranas de intercambio de protones tienen la función de aislar electrones., separando los polos positivo y negativo, y conduciendo protones. El proceso de fabricación es complejo y tiene altas barreras técnicas y de cualificación..

Según el contenido de flúor, Las membranas de intercambio de protones se pueden dividir en membranas de ácido perfluorosulfónico., Membranas de polímeros parcialmente fluorados., Nuevas membranas de polímeros no fluorados., membranas compuestas, etc.. Las membranas de intercambio de protones de perfluoro se utilizan ampliamente debido a su excelente estabilidad térmica., estabilidad química, alta resistencia mecánica y alto grado de industrialización.

Los catalizadores de pilas de combustible se dividen en catalizadores de platino., catalizadores bajos en platino, y catalizadores sin platino.

En la producción industrial de catalizadores., Mi país está muy por detrás de los países extranjeros y ha dependido de las importaciones durante mucho tiempo.. Esto no sólo ha hecho subir el coste de las pilas de combustible., pero también restringió el desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno de mi país.. Actualmente, El proceso de localización de catalizadores de pilas de combustible en mi país se está acelerando.. Recientemente, La línea de producción de catalizadores de pilas de combustible de Zhongzi Environmental Protection se completó y pasó con éxito la aceptación.. Desde la finalización de la línea de producción respetuosa con el medio ambiente, Tiene gran importancia que los materiales centrales de las pilas de combustible avancen hacia la localización., lograr el control técnico y reducir costes.

La capa de difusión de gas suele estar compuesta por una capa base y una capa microporosa.. Después de que la capa base de la capa de difusión de gas sea hidrófoba, Se recubren una o varias capas microporosas para formar una capa de difusión de gas.. Desempeña un papel importante en el soporte de la capa catalítica., recogiendo corriente, Conducción de gas y descarga de agua producto de reacción en pilas de combustible..

Según las diferentes capas base, se puede dividir en sustrato de papel de fibra de carbono, sustrato de tela de carbono y sustrato de metal. Actualmente, la mayoría de los fabricantes de pilas de combustible utilizan productos de capa de difusión de gas de fabricantes como el japonés Toray., Estados Unidos AvCarb, y la alemana SGL. Sin embargo, La Energía General del Hidrógeno de mi país, Jiangsu Hydrogen Power y otras empresas básicamente pueden comparar productos avanzados internacionales a nivel técnico y se espera que logren la industrialización..

Bomba de circulación de hidrógeno, El principal producto de circulación de hidrógeno de mi país.. Si se compara la pila de baterías con la “corazón” de la pila de combustible, entonces el hidrógeno es el “sangre”, y el sistema de circulación de hidrógeno es el “miocardio fuerte” para asegurar el flujo de “sangre”. Los productos de circulación de hidrógeno incluyen principalmente bombas de circulación de hidrógeno y eyectores de hidrógeno.: Comparado con los eyectores de hidrógeno., Las bombas de circulación de hidrógeno tienen las ventajas de una capacidad de ajuste activa., Velocidad de respuesta rápida, y amplio rango de trabajo.

Los compresores de aire están compuestos por elementos de compresión., conductores, y equipos mecánicos que accionan los elementos compresores..

A diferencia de los compresores de aire comunes, Los compresores de aire de pila de combustible deben cumplir muchos requisitos estrictos, como la exención de aceite., bajo ruido, alta fiabilidad, alta eficiencia, miniaturización, amplio rango de trabajo, buena capacidad de respuesta dinámica, y buena gestión térmica. En términos de cuota de mercado, el grado de localización de los compresores de aire de pila de combustible es relativamente alto, y las principales empresas nacionales incluyen Kingston, Segatrón, etc..

V. Downstream de la cadena industrial de la energía del hidrógeno
En el downstream de la cadena industrial, La aplicación de la energía del hidrógeno se refleja principalmente en el transporte., generación de energía, almacenamiento de energía, industria y otros escenarios, entre los cuales el transporte es un avance importante para el consumo de energía del hidrógeno.

A partir de abril 30, 2022, un total de 8,198 Los vehículos de pila de combustible se han conectado a la Plataforma Nacional de Seguimiento y Gestión de Vehículos de Nuevas Energías. Entre ellos, Los autobuses de pila de combustible son los más grandes., con un total de 4,241 conectado, contabilizar 51.73% del total; vehículos especiales están conectados, contabilizar 3,945, contabilizar 48.12%, incluyendo vehículos especiales de logística, vehículos especiales de ingeniería y vehículos especiales sanitarios; y los turismos están conectados, contabilizar 12, contabilizar 0.15%.

Desde la perspectiva de las aplicaciones de demostración de vehículos de pila de combustible., Mi país tiene actualmente cinco grandes grupos de ciudades de demostración., a saber, Beijing-Tianjin-Hebei, Llevar a la fuerza, Cantón, Hebei y Zhengzhou. Los cinco principales grupos de ciudades de demostración han conectado un total de 5,853 vehículos de pila de combustible, contabilizar 71.40% del acceso nacional de vehículos de pila de combustible. Entre ellos, El grupo de ciudades de Guangdong tiene el mayor número de vehículos de pila de combustible conectados., alcanzando 2,604.

VI. Sensor de temperatura
1. Aplicación en productos de sensores de temperatura.
Es explosivo y volátil en sí mismo.. Las principales fuentes de peligro que enfrenta el sistema de hidrógeno a bordo de los vehículos de pila de combustible son el incendio y la explosión.. Por lo tanto, La gente ha planteado dudas sobre la seguridad del sistema de hidrógeno a bordo de los automóviles.. Con el fin de coordinar los requisitos técnicos de seguridad de varios países y hacer que el público reconozca más las pilas de combustible de hidrógeno., La Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa ha creado un grupo de trabajo especial y ha redactado el reglamento técnico global GTR3. “Reglamento Técnico Mundial para Vehículos de Pila de Combustible de Hidrógeno”. La seguridad de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno está claramente estipulada en este reglamento técnico.

Los recursos de hidrógeno son muy buenos., limpio y renovable. Tomemos como ejemplo los vehículos eléctricos con pila de combustible de hidrógeno.. La tecnología extranjera es bastante madura.. Se trata de un vehículo de nueva energía propulsado por un motor eléctrico y propulsado por electricidad generada a partir de combustible de hidrógeno mediante reacciones electroquímicas..

Dado que solo se genera agua después de la reacción química., la emisión es cercana a cero. En comparación con los vehículos de nueva energía con batería de litio, Los consumidores no tienen problemas de ansiedad de resistencia y no necesitan cambiar sus hábitos de uso.. El proceso de hidrogenación sólo requiere 5 minutos, y no hay problema de contaminación causado por el desguace de baterías de gran capacidad después de un uso prolongado, por eso se le llama vehículo de energía limpia.

Sin embargo, Las pilas de combustible de hidrógeno son propensas a sufrir fugas y tienen un rango de explosión muy amplio.. Actualmente es el gas con mayor rango de ondas. Siempre que se mezcle con aire y alcance una proporción de 4% a 75%, explotará y pertenecerá al gas de explosión de primer nivel.. Por lo tanto, de estaciones de producción de hidrógeno, estaciones de almacenamiento de hidrógeno, vehículos de transporte, estaciones de servicio de hidrógeno, a vehículos de pila de combustible de hidrógeno, Es necesario probar el hidrógeno., las fugas se descubren lo antes posible, Las válvulas se apagan inmediatamente y suenan las alarmas para reducir los riesgos de seguridad..

Además, para vehículos de pila de combustible de hidrógeno, Los sensores de hidrógeno no solo se pueden usar para monitorear fugas de hidrógeno en el tanque de gasolina y en el extremo de la chimenea., sino también para detectar la concentración de hidrógeno en los gases de escape.. Los vehículos de pila de combustible también pueden analizar el rendimiento y el grado de reacción de la pila en tiempo real basándose en esta información de seguimiento., para ajustar los indicadores de entrada relevantes o las configuraciones de datos a tiempo para lograr un funcionamiento seguro y eficiente del vehículo.

Por lo tanto, Los sensores de vehículos con pila de combustible de hidrógeno son de gran valor. Existen principalmente sensores de fuga de gas., sensores de presión, sensores de temperatura, temperatura, Sensores integrados de humedad y presión., sensores de flujo de aire, etc..

Por ejemplo, Los sensores de hidrógeno incluyen sondas sensibles., tablas de circuito, carcasas externas y componentes estructurales relacionados; La interfaz entre el sensor y el exterior es principalmente una interfaz de comunicación., y estos subsistemas se combinan orgánicamente para formar un componente sensor de hidrógeno. La función principal de la instalación de sensores de hidrógeno es garantizar el funcionamiento seguro de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno.. Como todos sabemos, El hidrógeno es un gas inflamable y explosivo.. Para vehículos de pila de combustible de hidrógeno, Los sensores de hidrógeno pueden detectar cuando la concentración de hidrógeno excede el rango seguro e ingresar una señal de alarma al vehículo a tiempo.. El sistema del vehículo tomará inmediatamente las medidas de protección de seguridad de apagado correspondientes para evitar accidentes de seguridad..

Los sensores de hidrógeno no solo se pueden utilizar para monitorear las fugas de hidrógeno en el tanque de gas y el extremo de la chimenea., sino también para detectar la concentración de hidrógeno en los gases de escape.. Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno también pueden analizar el rendimiento y el grado de reacción de la pila en tiempo real basándose en esta información de seguimiento., para ajustar los indicadores de entrada relevantes o la configuración de datos a tiempo para lograr un funcionamiento seguro y eficiente del vehículo.

Por ejemplo, Los sensores de temperatura de hidrógeno se utilizan principalmente para la detección de presión de hidrógeno.. Utiliza una carcasa de acero inoxidable 316L., que puede resistir muy bien la fragilización y la penetración del hidrógeno, y su confiabilidad, La precisión y la durabilidad son muy altas., que puede cumplir eficazmente con el trabajo de medición de temperatura de las pilas de combustible y otras fuentes de energía de hidrógeno en el mercado. Además, La presión de trabajo estática del nuevo sensor de temperatura de hidrógeno puede alcanzar los 160 bar. (mucho más alto que el requisito de presión general), y el rango de medición es de -40 ℃ a +100 °C.

Señor. Zeng, un fabricante de sensores de temperatura de hidrógeno, le dijo al investigador: “La norma nacional tiene requisitos para la seguridad del hidrógeno en vehículos con pila de combustible de hidrógeno.. La cantidad de sensores de hidrógeno necesarios para un vehículo debe considerarse en combinación con la distribución del espacio., ventilación, seguridad, etc.. En términos generales, Se requiere al menos uno para el motor., tanque de almacenamiento de hidrógeno, carlinga (dentro del auto), y el tubo de escape también necesitará uno.”

“Cabe mencionar que los sensores de hidrógeno se dividen en muchas especificaciones y los rangos también son diferentes.. Los diferentes modelos de pilas de combustible y las diferentes posiciones del mismo modelo tienen diferentes requisitos para los sensores de hidrógeno.. Si se requiere resistencia a altas temperaturas y humedad y alta precisión, el precio sera mas caro. Basado en Considerar tanto las necesidades de los vehículos como la reducción de costos., Los usuarios generalmente eligen soluciones de sensores de hidrógeno de manera integral.. ”

“Desde una perspectiva técnica, Los sensores de hidrógeno para automóviles son diferentes de los sensores de consumo.. Tienen condiciones de funcionamiento muy complejas y necesitan experimentar temperaturas altas y bajas más severas junto con el vehículo.. También necesitan resistir fuerzas externas. (como la vibración, impacto, etc.). El desarrollo de productos de sensores de hidrógeno para automóviles debe cumplir con los requisitos y procesos básicos del desarrollo de productos para automóviles., A partir de la descripción y análisis de los requisitos del sistema., e iterando gradualmente para diseñar, análisis, verificación, y pruebas de vehículos para garantizar la exhaustividad, fiabilidad, y seguridad del producto. ”

2. Aplicación de canales de venta de sensores de temperatura y recursos humanos.
“El personal de ventas del canal en la industria de pilas de baterías intermedias y el personal de ventas del canal para vehículos de energía de hidrógeno y sensores de temperatura de pilas de combustible de hidrógeno tienen canales superpuestos y recursos de clientes superpuestos.. El personal de ventas puede lograr una conexión perfecta cambiando de trabajo en estas dos industrias.”

“Nuestra empresa de sensores de temperatura contrata personal para las necesidades de ventas de las industrias de pilas de combustible de hidrógeno y vehículos de energía de hidrógeno., y también puede buscar con precisión talentos de ventas de canales en estas industrias.”

El equipo comercial de la empresa de sensores de temperatura analizó que se abre el ciclo comercial de la primera ola de vehículos de energía de hidrógeno y pilas de combustible de hidrógeno, por lo que no es difícil decidir que “Equipo de ventas de la industria de vehículos de energía de hidrógeno/pilas de combustible de hidrógeno” se puede preparar y establecer. Clasificando las listas de clientes y la distribución regional de los fabricantes de vehículos de energía de hidrógeno y pilas de combustible de hidrógeno., el diseño regional y el costo de construcción de este “Equipo de ventas de la industria de vehículos de energía de hidrógeno/pilas de combustible de hidrógeno” son claros.

3. Aplicación en la comercialización y promoción de sensores de temperatura.
Ya existen actividades verticales fuera de línea para promover las pilas de combustible de hidrógeno y los sensores de temperatura de los vehículos con energía de hidrógeno.. Las organizaciones incluyen la Asociación Internacional de Pilas de Combustible de Hidrógeno y la Alianza de Energía de Hidrógeno de China., y las actividades incluyen la Conferencia y Exposición Mundial sobre Tecnología de la Energía del Hidrógeno, etc..

La principal forma de promocionar en línea las pilas de combustible de hidrógeno y los sensores de temperatura de vehículos con energía de hidrógeno es el marketing de contenidos.. Construyendo redes de PC, Las cuentas de WeChat y la realización de operaciones de contenido que puedan resolver las necesidades del usuario es la habilidad básica., y construir un ecosistema de marketing de contenidos que cubra Baidu, Zhihu, Xiaohongshu, etc.. para los motores de búsqueda es el gran mercado.

4. Aplicación en inversión y financiación de sensores de temperatura.
Desde la perspectiva de toda la cadena de la industria de la energía del hidrógeno, Los mayores beneficiarios del capital son los componentes centrales de las pilas de combustible de hidrógeno, como los sistemas de baterías intermedias., pilas, y electrodos de membrana (COSA). Por ejemplo, Se puede considerar hacer arreglos tempranos para sensores de temperatura para celdas de combustible de hidrógeno.. Las empresas de la cadena de suministro de vehículos de energía de hidrógeno y los sensores de temperatura son adecuados para la inversión mutua y para servir juntos a clientes comunes..