Синџир на индустријата за водородна енергија и сензор за температура

Водородната енергија се однесува на енергијата што ја ослободува водородот при физички и хемиски промени, што може да се користи за складирање на енергија, производство на електрична енергија, гориво за различни возила, гориво за домаќинство, итн. Водородната енергија е исто така секундарна енергија, зелена и нулта емисија, или енергетска форма.

[Синџир на индустрија за водородна енергија]
Возводно: производство на водород, складирање и транспорт, работа на станицата за полнење гориво со водород;
Средниот тек: систем за горивни ќелии и производство на делови;
Низводно: примена на водородни горивни ќелии и многу други врски.

Температурен сензор за термоспој од типот PT100 k-тип Е за возила со водородна енергија

NTC температурен сензор за водородни горивни ќелии

Сензор за температура DS18b20 за возила со водородна енергија

Патеката за производство на водород ќе варира во зависност од ресурсите на локацијата за производство на водород. Врската за складирање на водород е главно гасно складирање на водород, but the prospects for alloy hydrogen storage are good. The hydrogen refueling station link will present a pattern of coexistence and complementarity between central hydrogen production and distributed hydrogen production. The opportunities in the fuel cell link are proton exchange membranes, low-cost catalysts and hydrogen storage bottles. The automotive market is the largest in the downstream application link, and the hydrogen fuel cell commercial vehicle market is expected to explode first in the automotive application market.

1. Hydrogen production
Hydrogen production is an important link in the hydrogen energy industry chain. According to the production technology, it can be divided into fossil energy hydrogen production, industrial by-product hydrogen production and water electrolysis hydrogen production:
Производство на водород од фосилна енергија (познат и како сив водород) е главниот извор на водород во мојата земја. Има ниска производна цена, но високи емисии на јаглерод, што не е погодно за остварување на мојата земја “3060” цел;

Индустриски нуспроизвод гас водород производство (т.е. синиот водород) главно се однесува на водородот добиен при производство на хемиски производи како што е гасот од печката за кокс, синтетички амонијак, и синтетички метанол.

Електролиза на вода производство на водород (т.е. зелен водород) не испушта стакленички гасови за време на процесот на производство на водород, а чистотата на водородот е висока. Тоа е главната насока на производство на водород во иднина. Сепак, тековната потрошувачка на електрична енергија за производство на водород со електролиза на вода е голема, а трошоците за производство се високи.

2. Складирање и транспорт на водород
Складирањето и транспортот на водород е клучна врска што го ограничува развојот на индустријата за водородна енергија во мојата земја. Како најлесниот гас во природата, водородот има уникатни физички и хемиски својства, што го прави складирањето и транспортот многу тешко и скапо, што исто така стана една од причините што го попречува развојот на индустријата за водородна енергија. Методот за складирање на водород одговара на методот на транспорт на водород. Во моментов, постојат четири главни начини за складирање и транспорт на водород, имено, гас под висок притисок, течен водород со ниска температура, складирање и транспорт на органска течност и цврста течност.

Денес, технологијата за складирање на водород во гасовити под висок притисок е зрела, и ќе стане главната технологија за складирање на водород промовирана од мојата земја во иднина; складирање и транспорт на течен водород на ниска температура главно се користи во воздушната област; Складирањето и транспортот на органска течност и цврста течност сè уште се во фаза на истражување и демонстрација.

3. Станица за полнење гориво со водород
Главните компоненти на станицата за полнење гориво со водород се машината за полнење гориво со водород, водороден компресор (сметководство за околу 30% од вкупните трошоци), група шишиња за складирање на водород, итн. Тековната развојна насока на производството на опрема е да се забрза процесот на локализација на водородни компресори, со што се намалуваат трошоците за изградба на станиците за полнење гориво со водород.

Од јули 5, 2022, мојата земја има изградено вкупно 272 станици за полнење гориво со водород. Меѓу нив, Провинцијата Гуангдонг има најголем број станици, достигнувајќи 52, и провинцијата Шандонг има 29, рангирана на второто место во земјата. Бројот на станици во Џиангсу и Жеџијанг е повеќе од 20. Меѓу општините, Шангај има најголем број станици, достигнувајќи 15. Пекинг има 14. Во моментов, освен Тибет, Кингхаи и Гансу, мојата земја постигна целосна покриеност на станиците за полнење гориво со водород. Според планирањето на бројот на водородни станици за полнење гориво, вкупниот планиран број ќе надмине 800 во 2025.

IV. Средината на синџирот на индустријата за водородна енергија
Во средината на синџирот на индустријата за водородна енергија, главниот фокус е на горивни ќелии и нивните осум клучни компоненти:

1. Горивни ќелии
Горивната ќелија е уред за производство на енергија што директно ја претвора хемиската енергија на водородот и кислородот во електрична енергија. Основниот принцип е обратна реакција на електролиза на вода. Горивните ќелии се посложени од обичните системи со литиумски батерии, главно се состои од куп батерии (јадрото на целиот батериски систем) и компоненти на системот (компресор за воздух, овлажнител, циркулациона пумпа на водород, група шишиња за складирање на водород).
△ Принцип на работа на системот на горивни ќелии - водородот и кислородот се доставуваат до анодата и катодата соодветно. Откако водородот дифузира нанадвор низ анодата и реагира со електролитот, ослободува електрони за да стигнат до катодата преку надворешното оптоварување.

2. Осум клучни компоненти на горивни ќелии
Во областа на водородната енергија, Министерството за индустрија и информатичка технологија ги дели осумте клучни компоненти на горивни ќелии на: оџак на горивни ќелии, биполарна плоча, мембранска електрода, мембрана за размена на протони, катализатор, слој за дифузија на гас, воздушен компресор и циркулациона пумпа на водород, што е и клучната алка што мојата земја треба да ја надмине во развојот на индустријата за водородна енергија.

Купот на горивни ќелии, основната компонента на системот на моторот, е местото каде што водородот и кислородот се подложени на електрохемиски реакции и генерираат електрична енергија.

Бидејќи излезната моќност на една единица со горивни ќелии е мала, повеќе единици на горивни ќелии обично се поврзани во серија за да формираат оџак за да се зголеми излезната моќност. Затоа, оџакот е композитна компонента составена од наизменични биполарни плочи и мембрански електроди, со пломби вградени помеѓу секој мономер, и се затегнува со завртки откако ќе се притиснат предните и задните крајни плочи. Во цената на возилото со горивни ќелии, системот на горивни ќелии изнесува околу 60%, а оџакот на горивни ќелии отпаѓа на повеќе од 62% на цената на системот на горивни ќелии, така што намалувањето на цената на оџакот на горивни ќелии е клучот за развој на индустријата за возила со горивни ќелии.

Биполарните плочи сметка за околу 60-80% од масата на оџакот на горивни ќелии, 20-40% на трошокот, и речиси го заземаат целиот волумен на купот на горивни ќелии, играјќи ја улогата на потпора на механичката структура, рамномерно дистрибуира гас, одводна вода, спроведување на топлина и електрична енергија.

Според различни материјали, биполарните плочи може да се поделат на графитни биполарни плочи, метални биполарни плочи и композитни биполарни плочи. Графитни биполарни плочи – мала тежина, силна стабилност и висока отпорност на корозија, но лоши механички својства. Метални биполарни плочи – силни механички својства, тенка дебелина, добра гасна бариера, но лесен за корозија и краток век. Композитни биполарни плочи – ги имаат предностите и на графитните и на металните плочи, но процесот на подготовка е комплициран и цената е висока.

Мембранските електроди главно се составени од мембрани за размена на протони, катализатори, рамки и слоеви за дифузија на гас, и генерално се седумслојна наредена структура.

Во моментов, јазот во перформансите помеѓу производите произведени од домашни и странски производители на мембрански електроди станува сè помал и помал, и мембрански електроди со ниски цени за подготовка, високите перформанси и добрата издржливост исто така станаа во фокусот на домашните и странските производители. Судејќи според распоредот на домашните претпријатија, проширувањето на мембранските електроди претпријатија ќе се забрза по 2021, а технологијата за двострано директно обложување и интегрираната технологија на обликување со мембранска електрода стануваат мејнстрим.

Мембраните за размена на протони имаат функција на изолирање на електрони, одвојувајќи ги позитивните и негативните полови, и спроведување на протони. Процесот на производство е сложен и има високи технички бариери и квалификациски бариери.

Според содржината на флуор, мембраните за размена на протони може да се поделат на мембрани на перфлуоросулфонска киселина, делумно флуорирани полимерни мембрани, нови нефлуорирани полимерни мембрани, композитни мембрани, итн. Мембраните за размена на перфлуоро протони се широко користени поради нивната одлична топлинска стабилност, хемиска стабилност, висока механичка сила и висок степен на индустријализација.

Катализаторите на горивни ќелии се поделени на платински катализатори, катализатори со ниска платина, и неплатински катализатори.

Во индустриското производство на катализатори, мојата земја многу заостанува зад странските земји и долго време се потпира на увоз. Ова не само што ги зголеми трошоците за горивни ќелии, но, исто така, го ограничи развојот на индустријата за водородна енергија во мојата земја. Во моментов, процесот на локализација на катализаторите на горивни ќелии во мојата земја се забрзува. Неодамна, производствената линија за катализатори на горивни ќелии на Заштита на животната средина Zhongzi е завршена и успешно го помина прифаќањето. Од завршувањето на еколошки производствената линија, има големо значење за основните материјали на горивните ќелии да напредуваат кон локализација, постигнување техничка контрола и намалување на трошоците.

Слојот за дифузија на гас обично се состои од основен слој и микропорозен слој. Откако основниот слој на слојот за дифузија на гас е хидрофобен, врз него се обложени еден или повеќе микропорозни слоеви за да се формира слој за дифузија на гас. Тој игра важна улога во поддршката на каталитичкиот слој, собирање струја, спроведување на гас и испуштање на реакциониот производ вода во горивни ќелии.

Според различните основни слоеви, може да се подели на хартиена подлога од јаглеродни влакна, подлога од карбонска ткаенина и метална подлога. Во моментов, повеќето производители на горивни ќелии користат производи со слој за дифузија на гас од производители како што е јапонскиот Toray, САД AvCarb, и германската SGL. Сепак, Општата водородна енергија на мојата земја, Jiangsu Hydrogen Power и другите компании во основа можат да ги одредат меѓународните напредни производи на техничко ниво и се очекува да постигнат индустријализација.

Циркулациона пумпа на водород, мејнстрим производ за циркулација на водород во мојата земја. Ако купот батерии се спореди со “срцето” на горивната ќелија, тогаш водородот е “крв”, а системот за циркулација на водород е на “силен миокард” за да се обезбеди проток на “крв”. Производите за циркулација на водород главно вклучуваат пумпи за циркулација на водород и ејектори на водород: Во споредба со водородни ејектори, Циркулационите пумпи на водород ги имаат предностите на активна приспособливост, брза брзина на одговор, и широк работен опсег.

Воздушните компресори се составени од елементи за компресија, возачите, и механичка опрема што ги придвижува елементите на компресорот.

За разлика од обичните воздушни компресори, Воздушните компресори со горивни ќелии треба да исполнат многу строги барања како што се без масло, низок шум, висока сигурност, висока ефикасност, минијатуризација, широк работен опсег, добра способност за динамичен одговор, и добро термичко управување. Во однос на уделот на пазарот, степенот на локализација на воздушните компресори со горивни ќелии е релативно висок, а во водечките домашни компании се вбројуваат и Кингстон, Сегатрон, итн.

V. Низводно од синџирот на индустријата за водородна енергија
Во низводно на синџирот на индустријата, примената на водородната енергија главно се рефлектира во транспортот, производство на електрична енергија, складирање на енергија, индустрија и други сценарија, меѓу кои транспортот е важен чекор напред за потрошувачката на водородната енергија.

Од април 30, 2022, вкупно 8,198 Возилата со горивни ќелии се поврзани со Националната платформа за мониторинг и управување за возила со нова енергија. Меѓу нив, автобусите со горивни ќелии се најголеми, со вкупно 4,241 поврзани, сметководство за 51.73% од вкупниот број; поврзани се специјални возила, сметководство за 3,945, сметководство за 48.12%, вклучувајќи логистички специјални возила, инженерски специјални возила и санитарни специјални возила; а поврзани се патничките автомобили, сметководство за 12, сметководство за 0.15%.

Од перспектива на апликации за демонстрација на возила со горивни ќелии, мојата земја моментално има пет главни демонстративни градски кластери, имено Пекинг-Тјанџин-Хебеј, Шангај, Гуангдонг, Хебеј и Женгжу. Петте главни демонстративни градски кластери ги поврзаа вкупно 5,853 возила со горивни ќелии, сметководство за 71.40% на националниот пристап на возила со горивни ќелии. Меѓу нив, градскиот кластер Гуангдонг има најголем број поврзани возила со горивни ќелии, достигнувајќи 2,604.

VI. Сензор за температура
1. Примена во производи со сензор за температура
Самиот е експлозивен и испарлив. Главните извори на опасност со кои се соочува водородниот систем на возилата со горивни ќелии се пожар и експлозија. Затоа, луѓето покренаа прашања за безбедноста на водородниот систем на автомобилите. Со цел да се координираат безбедносните технички барања на различни земји и да се направи јавноста попрепознатлива за водородните горивни ќелии, Економската комисија на Обединетите нации за Европа формираше посебна работна група и ги подготви глобалните технички прописи GTR3 “Глобални технички регулативи за возила со водородни горивни ќелии”. Безбедноста на возилата со водородни горивни ќелии е јасно пропишана во овој технички пропис.

Водородните ресурси се многу добри, чиста и обновлива. Земете ги за пример електричните возила со водородни горивни ќелии. Странската технологија е доста зрела. Тоа е ново енергетско возило управувано од електричен мотор и придвижувано од електрична енергија произведена од водородно гориво преку електрохемиски реакции.

Бидејќи по хемиската реакција се создава само вода, емисијата е блиску до нула. Во споредба со нови енергетски возила со литиумски батерии, потрошувачите немаат проблеми со анксиозноста на издржливоста и не треба да ги менуваат навиките за употреба. Процесот на хидрогенизација трае само 5 минути, и нема проблем со загадувањето предизвикано од отфрлање на батериите со голем капацитет по долготрајна употреба, па се нарекува возило со чиста енергија.

Сепак, водородните горивни ќелии се склони кон истекување и имаат многу широк опсег на експлозија. Во моментов тоа е гасот со најширок опсег на бранови. Сè додека се измеша со воздух и достигне сооднос од 4% до 75%, ќе експлодира и припаѓа на експлозиониот гас од прво ниво. Затоа, од станиците за производство на водород, станици за складирање на водород, транспортни возила, станици за полнење гориво со водород, на возилата со водородни горивни ќелии, водородот треба да се тестира, протекувањето се откриваат што е можно порано, Вентилите веднаш се исклучуваат и се огласуваат аларми за да се намалат безбедносните опасности.

Покрај тоа, for hydrogen fuel cell vehicles, hydrogen sensors can not only be used to monitor hydrogen leaks at the gas tank and stack end, but also to detect the concentration of hydrogen in exhaust gas. Fuel cell vehicles can also analyze the performance and reaction degree of the stack in real time based on these monitoring information, so as to adjust relevant input indicators or data configurations in time to achieve safe and efficient operation of the vehicle.

Затоа, hydrogen fuel cell vehicle sensors are of great value. There are mainly gas leakage sensors, pressure sensors, temperature sensors, температура, humidity and pressure integrated sensors, air flow sensors, итн.

На пример, hydrogen sensors include sensitive probes, circuit boards, external shells and related structural components; the interface between the sensor and the outside is mainly a communication interface, and these subsystems are organically combined to form a hydrogen sensor component. The primary function of installing hydrogen sensors is to ensure the safe operation of hydrogen fuel cell vehicles. Како што сите знаеме, hydrogen is a flammable and explosive gas. For hydrogen fuel cell vehicles, hydrogen sensors can detect when the hydrogen concentration exceeds the safe range and input an alarm signal to the vehicle in time. The vehicle system will immediately take corresponding power-off safety protection measures to prevent safety accidents.

Hydrogen sensors can not only be used to monitor hydrogen leakage at the gas tank and the stack end, but also to detect the hydrogen concentration in the exhaust gas. Hydrogen fuel cell vehicles can also analyze the performance and reaction degree of the stack in real time based on these monitoring information, so as to adjust the relevant input indicators or data configuration in time to achieve safe and efficient operation of the vehicle.

На пример, hydrogen temperature sensors are mainly used for hydrogen pressure detection. It uses a 316L stainless steel shell, which can resist hydrogen embrittlement and penetration very well, and its reliability, accuracy and durability are very high, which can effectively meet the temperature measurement work of fuel cells and other hydrogen energy sources on the market. Покрај тоа, the static working pressure of the new hydrogen temperature sensor can reach 160bar (much higher than the general pressure requirement), and the measurement range is -40℃ to +100°C.

Mr. Zeng, a hydrogen temperature sensor manufacturer, told the researcher: “The national standard has requirements for hydrogen safety of hydrogen fuel cell vehicles. The number of hydrogen sensors required for a vehicle should be considered in combination with space layout, ventilation, безбедноста, итн. Општо земено, at least one is required for the engine, hydrogen storage tank, cockpit (inside the car), and the tailpipe will also need one.”

“It is worth mentioning that hydrogen sensors are divided into many specifications and the ranges are also different. Different fuel cell models and different positions of the same model have different requirements for hydrogen sensors. If high temperature and humidity resistance and high precision are required, the price will be more expensive. Based on Considering both vehicle needs and cost reduction, users generally choose hydrogen sensor solutions in a comprehensive manner. ”

“From a technical perspective, automotive hydrogen sensors are different from consumer sensors. They have very complex operating conditions and need to experience more severe high and low temperatures along with the vehicle. They also need to resist external forces (such as vibration, impact, итн.). The development of automotive hydrogen sensor products needs to meet the basic requirements and processes of automotive product development, starting from system requirements description and analysis, and gradually iterating to design, analysis, verification, and vehicle testing to ensure the comprehensiveness, сигурност, and safety of the product. ”

2. Application of temperature sensor sales channels and human resources
“The channel sales personnel in the midstream battery stack industry and the channel sales sales personnel for hydrogen energy vehicles and hydrogen fuel cell temperature sensors have overlapping channels and overlapping customer resources. The sales personnel can achieve seamless connection by switching jobs in these two industries.”

“Our temperature sensor company recruits for the sales needs of the hydrogen fuel cell and hydrogen energy vehicle industries, and can also accurately search for channel sales talents in these industries.”

The sales team of the temperature sensor company analyzed that the business cycle of the first wave of hydrogen energy vehicles and hydrogen fuel cells is opening, so it is not difficult to decide that the “hydrogen energy vehicle/hydrogen fuel cell industry sales team” can be prepared and established. By sorting out the customer lists and regional distribution of hydrogen energy vehicle and hydrogen fuel cell manufacturers, the regional layout and construction cost of this “hydrogen energy vehicle/hydrogen fuel cell industry sales team” are clear.

3. Application in the marketing and promotion of temperature sensors
There are already vertical offline activities to promote hydrogen fuel cells and hydrogen energy vehicle temperature sensors. Organizations include the International Hydrogen Fuel Cell Association and the China Hydrogen Energy Alliance, and activities include the World Hydrogen Energy Technology Conference and Exhibition, итн.

The main way to promote hydrogen fuel cells and hydrogen energy vehicle temperature sensors online is content marketing. Building PC networks, WeChat accounts and conducting content operations that can solve user needs is the basic skill, and building a content marketing ecosystem covering Baidu, Zhihu, Xiaohongshu, итн. for search engines is the big market.

4. Application in investment and financing of temperature sensors
From the perspective of the entire hydrogen energy industry chain, the biggest beneficiaries of capital are the core components of hydrogen fuel cells such as midstream battery systems, stacks, and membrane electrodes (MEA). На пример, you can consider making early arrangements for temperature sensors for hydrogen fuel cells. Hydrogen energy vehicle supply chain companies and temperature sensors are suitable for mutual investment and serving common customers together.