Vätgasenergiindustrins kedja och temperatursensor

Väteenergi hänvisar till den energi som släpps av väte under fysiska och kemiska förändringar, som kan användas för energilagring, kraftproduktion, bränsle för olika fordon, hushållsbränsle, etc. Väteenergi är också en sekundär energi, grönt och nollutsläpp, eller energiform.

[Väteenergikedja]
Uppströms: väteproduktion, lagring och transport, Väteförstärkningsstation;
Mitten av ström: Bränslecellsystem och tillverkning av delar;
Nedströms: Vätebränslecellapplikation och många andra länkar.

PT100 K-typ E-typ termoelementets temperatursensor för vätenergifordon

NTC temperatursensor för vätebränsleceller

DS18B20 Temperatursensor för väteenergifordon

Väteproduktionsvägen kommer att variera beroende på resursbidraget på väteproduktionsstället. Väte -lagringslänken är främst gasformad vätelagring, Men utsikterna för lagring av legering är bra. Väteförstärkningsstationslänken kommer att presentera ett mönster av samexistens och komplementaritet mellan central väteproduktion och distribuerad väteproduktion. Möjligheterna i bränslecellens länk är Proton Exchange -membran, lågkostnadskatalysatorer och vätelagringsflaskor. Bilmarknaden är den största i länken nedströms applikation, och marknaden för kommersiell fordon på vätecellen förväntas explodera först på Automotive Application Market.

1. Väteproduktion
Väteproduktion är en viktig länk i väteenergiindustrins kedja. Enligt produktionstekniken, Det kan delas upp i fossil energibastproduktion, Industriell biprodukt väteproduktion och vattenelektrolys väteproduktion:
Fossil energibätörproduktion (även känd som grå väte) är den viktigaste källan till väte i mitt land. Den har en låg produktionskostnad, Men höga koldioxidutsläpp, vilket inte är gynnsamt för att förverkliga mitt lands “3060” mål;

Industriell biprodukt gasväteproduktion (dvs. dvs. dvs. -n, dvs. -nicken, dvs. -nicken, dvs. -nicken.. blått väte) hänvisar huvudsakligen till det väte som erhålls när man producerar kemiska produkter såsom koksugngas, syntetisk ammoniak, och syntetisk metanol.

Vattenelektrolysväteproduktion (dvs. dvs. dvs. -n, dvs. -nicken, dvs. -nicken, dvs. -nicken.. grönväte) avger inte växthusgaser under väteproduktionsprocessen, och vätesrenheten är hög. Det är huvudriktningen för väteproduktionen i framtiden. Dock, Den nuvarande elförbrukningen av vattenelektrolysväteproduktion är stor och produktionskostnaden är hög.

2. Vätelagring och transport
Vätelagring och transport är en nyckellänk som begränsar utvecklingen av mitt lands vätenergiindustri. Som den lättaste gasen i naturen, Väte har unika fysiska och kemiska egenskaper, Vilket gör lagring och transport mycket svår och kostsam, som också har blivit en av anledningarna till att hindra utvecklingen av väteenergiindustrin. En väte lagringsmetod motsvarar en väte transportmetod. För närvarande, Det finns fyra huvudsakliga sätt att lagra och transportera väte, nämligen, högtrycksgas, Lågtemperatur flytande väte, Organisk vätska och fast lagring och transport.

I dag, Tekniken med högtrycksgasig väteförvaring är mogen, Och det kommer att bli den viktigaste vätelagringstekniken som främjas av mitt land i framtiden; Lågtemperatur flytande vätelagring och transport används främst inom flyg- och rymdfältet; Organisk vätska och fast lagring och transport finns fortfarande i forsknings- och demonstrationsstadiet.

3. Vätebryllningsstation
Huvudkomponenterna i väteförstärkningsstationen är vätebefyllningsmaskin, vätekompressor (redovisa 30% av den totala kostnaden), väte lagringsflaskgrupp, etc. Den nuvarande utvecklingsriktningen för utrustningstillverkningen är att påskynda lokaliseringsprocessen för vätekompressorer, därigenom minskar byggkostnaden för väteförstärkningsstationer.

Från och med juli 5, 2022, Mitt land har byggt totalt 272 väteanstruktionsstationer. Bland dem, Guangdong -provinsen har det största antalet stationer, räckande 52, och Shandong -provinsen har 29, rankas som nummer två i landet. Antalet stationer i Jiangsu och Zhejiang är mer än 20. Bland kommunerna, Shanghai har det största antalet stationer, räckande 15. Beijing har 14. För närvarande, Förutom Tibet, Qinghai och Gansu, Mitt land har uppnått full täckning av väteförstärkningsstationer. Enligt planeringen av antalet väteförstärkningsstationer, Det totala planerade antalet kommer att överstiga 800 i 2025.

Iv. Midstream of the Hydrogen Energy Industry Chain
I mitten av väteenergiindustrikedjan, Huvudfokuset är på bränsleceller och deras åtta viktiga komponenter:

1. Bränslecell
En bränslecell är en kraftproduktionsanordning som direkt konverterar den kemiska energin i väte och syre till elektrisk energi. Den grundläggande principen är omvänd reaktion av vattenelektrolys. Bränsleceller är mer komplexa än vanliga litiumbatterisystem, Huvudsakligen består av en batterstack (Kärnan i hela batterisystemet) och systemkomponenter (luftkompressor, luftfuktare, vätecirkulationspump, väte lagringsflaskgrupp).
△ Arbetsprincipen för bränslecellsystemhydrogen och syre levereras till anoden respektive katod. Efter väte diffunderar utåt genom anoden och reagerar med elektrolyten, Den släpper elektroner för att nå katoden genom den yttre belastningen.

2. Åtta viktiga komponenter i bränsleceller
Inom väteenergifältet, Ministeriet för industri och informationsteknologi delar upp de åtta viktigaste komponenterna i bränslecellerna i: bränslecellbunt, bipolär, membranelektrod, protonbytesmembran, katalysator, gasdiffusionsskikt, Luftkompressor och vätecirkulationspump, vilket också är den viktigaste länken som mitt land behöver övervinna för att utveckla väteenergiindustrin.

Bränslecellstacken, Kärnkomponenten i motorsystemet, är platsen där väte och syre genomgår elektrokemiska reaktioner och genererar elektricitet.

Eftersom utgångseffekten för en enda bränslecellenhet är liten, Flera bränslecellenheter är vanligtvis anslutna i serie för att bilda en stack för att öka utgångseffekten. Därför, Stacken är en sammansatt komponent som består av växlande bipolära plattor och membranelektroder, med tätningar inbäddade mellan varje monomer, och åtdragna med skruvar efter de främre och bakre ändplattorna pressas. I kostnaden för ett bränslecellfordon, Bränslecellsystemet står för ungefär 60%, och bränslecellstacken står för mer än 62% av kostnaden för bränslecellsystemet, Så att minska kostnaden för bränslecellstacken är nyckeln till att utveckla bränslecellens fordonsindustri.

Bipolära plattor står för ungefär 60-80% av massan på bränslecellstacken, 20-40% av kostnaden, och upptar nästan hela volymen på bränslecellstacken, Spela rollen att stödja den mekaniska strukturen, jämnt fördelar gas, dränerande vatten, genomföra värme och el.

Enligt olika material, Bipolära plattor kan delas upp i grafitbipolära plattor, Metallbipolära plattor och sammansatta bipolära plattor. Grafitbipolära plattor – lättvikt, stark stabilitet och hög korrosionsmotstånd, Men dåliga mekaniska egenskaper. Metallbipolära plattor – starka mekaniska egenskaper, tunn tjocklek, bra gasbarriär, Men lätt att korrodera och kort liv. Sammansatt bipolära plattor – har fördelarna med både grafitplattor och metallplattor, Men förberedelseprocessen är komplicerad och kostnaden är hög.

Membranelektroder består huvudsakligen av protonbytesmembran, katalysatorer, ramar och gasdiffusionsskikt, och är i allmänhet en sjuskikts staplad struktur.

För närvarande, Prestandningsgapet mellan produkter som produceras av inhemska och utländska membranelektrodtillverkare blir mindre och mindre, och membranelektroder med låga beredningspriser, Hög prestanda och god hållbarhet har också blivit fokus för inhemska och utländska tillverkare. Att döma utifrån inrikesföretagen, Utvidgningen av membranelektrodföretag kommer att accelerera efter 2021, och dubbelsidig direkt beläggningsteknik och membranelektrod Integrerad gjutningsteknik blir mainstream.

Protonutbytesmembran har funktioner för isolerande elektroner, separera de positiva och negativa polerna, och ledande protoner. Tillverkningsprocessen är komplex och har höga tekniska hinder och kvalifikationsbarriärer.

Enligt fluorinnehållet, Protonutbytesmembran kan delas in i perfluorosulfonsyramembran, delvis fluorerade polymermembran, Nya icke-fluorerade polymermembran, sammansatt membran, etc. Perfluoro Proton Exchange -membran används ofta på grund av deras utmärkta termiska stabilitet, kemisk stabilitet, hög mekanisk styrka och hög industrialiseringsgrad.

Bränslecellkatalysatorer är uppdelade i platinakatalysatorer, katalysatorer med låg platin, och icke-platina katalysatorer.

I den industriella produktionen av katalysatorer, Mitt land ligger långt efter utländska länder och har förlitat sig på import under lång tid. Detta har inte bara drivit upp kostnaden för bränsleceller, men begränsade också utvecklingen av mitt lands vätenergiindustri. För närvarande, Lokaliseringsprocessen av bränslecellkatalysatorer i mitt land accelererar. Nyligen, Bränslecellkatalysatorproduktionslinjen för Zhongzi miljöskydd har slutförts och framgångsrikt passerat acceptansen. Sedan den miljövänliga produktionslinjen slutfördes, Det har stor betydelse för kärnmaterialet i bränsleceller att gå vidare mot lokalisering, uppnå teknisk kontroll och minska kostnaderna.

Gasdiffusionsskiktet består vanligtvis av ett basskikt och ett mikroporöst skikt. Efter basskiktet i gasdiffusionsskiktet är hydrofobt, Ett enda eller flera mikroporösa lager är belagda på det för att bilda ett gasdiffusionsskikt. Det spelar en viktig roll för att stödja det katalytiska skiktet, insamlingsström, genomföra gas och urladdning av reaktionsproduktvatten i bränsleceller.

Enligt de olika baslagren, Det kan delas upp i kolfiberpappersubstrat, Kolkolsduksubstrat och metallsubstrat. För närvarande, De flesta bränslecelltillverkare använder gasdiffusionslagerprodukter från tillverkare som Japans Toray, USA: s avcarb, och Tysklands SGL. Dock, mitt lands allmänna väteenergi, Jiangsu vätekraft och andra företag kan i princip jämföra internationella avancerade produkter på teknisk nivå och förväntas uppnå industrialisering.

Vätecirkulationspump, mitt lands mainstream vätecirkulationsprodukt. Om batterstacken jämförs med “hjärta” av bränslecellen, Då är väte “blod”, och vätecirkulationssystemet är “Stark myokardium” för att säkerställa flödet av “blod”. Vätecirkulationsprodukter inkluderar huvudsakligen vätecirkulationspumpar och väteutjämnare: Jämfört med väteutjämnare, Vätecirkulationspumpar har fördelarna med aktiv justerbarhet, snabb svarshastighet, och ett brett arbetsområde.

Luftkompressorer består av kompressionselement, förare, och mekanisk utrustning som driver kompressorelement.

Till skillnad från vanliga luftkompressorer, Bränslecellluftkompressorer måste uppfylla många stränga krav som oljefri, lågbrus, hög tillförlitlighet, högeffektiv, miniatyrisering, brett arbetsområde, Bra dynamisk svarsförmåga, och bra termisk hantering. När det gäller marknadsandel, Graden av lokalisering av bränslecellluftkompressorer är relativt hög, och ledande inhemska företag inkluderar Kingston, Segatron, etc.

V. Nedströms om väteenergiindustrikedjan
I nedströms branschkedjan, Tillämpningen av väteenergi återspeglas huvudsakligen i transport, kraftproduktion, energilagring, bransch och andra scenarier, bland vilka transport är ett viktigt genombrott för vätenergikonsumtion.

Från april 30, 2022, totalt 8,198 Bränslecellfordon har anslutits till den nationella övervaknings- och hanteringsplattformen för nya energifordon. Bland dem, Bränslecellbussar är de största, med totalt 4,241 ansluten, redovisa 51.73% av det totala; Specialfordon är anslutna, redovisa 3,945, redovisa 48.12%, inklusive logistik specialfordon, tekniska specialfordon och sanitetsspecialfordon; och personbilar är anslutna, redovisa 12, redovisa 0.15%.

Ur perspektivet av demonstration av bränslecellfordon, Mitt land har för närvarande fem stora demonstration av stadskluster, Namngivna Peking-Tianjin-Hebei, Shanghai, Guangdong, Hebei och Zhengzhou. De fem stora demonstrationsstadsklustren har anslutit totalt 5,853 bränslecellfordon, redovisa 71.40% av den nationella tillgången till bränslecellfordon. Bland dem, Guangdong City Cluster har det största antalet anslutna bränslecellfordon, räckande 2,604.

Vi. Temperatursensor
1. Applikation i temperatursensorprodukter
Det är explosivt och flyktigt i sig själv. De huvudsakliga farorna till faror som vätsystemet för bränslecellfordon står inför är eld och explosion som finns i ombord på bränslecellfordon. Därför, Människor har tagit upp frågor om säkerheten i det ombord vätesystemet för bilar. För att samordna säkerhetens tekniska krav i olika länder och göra allmänheten mer erkänd av vätebränsleceller, FN: s ekonomiska kommission för Europa har inrättat en speciell arbetsgrupp och utarbetat de globala tekniska förordningarna GTR3 “Globala tekniska regler för vätebränslecellfordon”. Säkerheten för vätebränslecellfordon fastställs tydligt i denna tekniska reglering.

Väteresurser är mycket bra, ren och förnybar. Ta elektriska fordon med vätebränsle som ett exempel. Utländsk teknik är ganska mogen. Det är ett nytt energifordon som drivs av en elmotor och drivs av elektricitet som genereras av vätebränsle genom elektrokemiska reaktioner.

Eftersom endast vatten genereras efter den kemiska reaktionen, Emissionen är nära noll. Jämfört med litiumbatteri nya energifordon, Konsumenter har inte problem med ångest och behöver inte ändra sina användningsvanor. Hydreringsprocessen tar bara 5 minuter, Och det finns inget föroreningsproblem orsakat av skrotning av batterier med stor kapacitet efter långvarig användning, Så det kallas ett rent energifordon.

Dock, Vätebränsleceller är benägna att läcka och ha ett mycket brett explosionsområde. Det är för närvarande gasen med det bredaste vågområdet. Så länge den är blandad med luft och når ett förhållande mellan 4% till 75%, Det kommer att explodera och tillhöra explosiongasens första nivå. Därför, från väteproduktionsstationer, vätelagringsstationer, transportfordon, väteanstruktionsstationer, till vätebränslecellfordon, väte måste testas, läckor upptäcks så tidigt som möjligt, Ventilerna stängs omedelbart och larm ljuds för att minska säkerhetsriskerna.

Dessutom, för vätebränslecellfordon, Vätesensorer kan inte bara användas för att övervaka väteläckor vid bensintanken och stapeländen, men också för att upptäcka koncentrationen av väte i avgaser. Bränslecellfordon kan också analysera prestandan och reaktionsgraden för stacken i realtid baserat på dessa övervakningsinformation, för att justera relevanta inmatningsindikatorer eller datakonfigurationer i tid för att uppnå säker och effektiv drift av fordonet.

Därför, Vätebränslecellfordonssensorer är av stort värde. Det finns främst gasläckage sensorer, trycksensorer, temperatursensorer, temperatur, fuktighet och tryckintegrerade sensorer, luftflödessensorer, etc.

Till exempel, Vätesensorer inkluderar känsliga sonder, kretskort, externa skal och relaterade strukturella komponenter; Gränssnittet mellan sensorn och utsidan är främst ett kommunikationsgränssnitt, och dessa delsystem är organiskt kombinerade för att bilda en vätesensorkomponent. Den primära funktionen med att installera vätesensorer är att säkerställa en säker drift av vätebränslecellfordon. Som vi alla vet, väte är en brandfarlig och explosiv gas. För vätebränslecellfordon, Vätesensorer kan upptäcka när vätekoncentrationen överskrider det säkra området och mata in en larmsignal till fordonet i tid. Fordonssystemet kommer omedelbart att vidta motsvarande säkerhetsskyddsåtgärder för att förhindra säkerhetsolyckor.

Vätesensorer kan inte bara användas för att övervaka väteläckage vid bensintanken och stacken, men också för att upptäcka vätekoncentrationen i avgaserna. Vätebränslecellfordon kan också analysera prestandan och reaktionsgraden för stacken i realtid baserat på denna övervakningsinformation, för att justera de relevanta inmatningsindikatorerna eller datakonfigurationen i tid för att uppnå säker och effektiv drift av fordonet.

Till exempel, Vätetemperatursensorer används huvudsakligen för detektion av vätepress. Den använder ett 316L rostfritt stålskal, som kan motstå väteförbringning och penetration mycket bra, och dess tillförlitlighet, Noggrannhet och hållbarhet är mycket hög, som effektivt kan möta temperaturmätningsarbetet för bränsleceller och andra väteenergikällor på marknaden. Dessutom, Det statiska arbetstrycket för den nya vätetemperatursensorn kan nå 160bar (mycket högre än det allmänna tryckkravet), och mätområdet är -40 ℃ till +100 ° C.

Herr. Zeng, en väte -temperatursensortillverkare, berättade för forskaren: “Den nationella standarden har krav för vätesäkerhet för vätebränslecellfordon. Antalet vätesensorer som krävs för ett fordon bör övervägas i kombination med rymdlayout, ventilation, säkerhet, etc. I stort sett, Minst en krävs för motorn, väte lagringstank, cockpit (inuti bilen), Och svansröret kommer också att behöva en.”

“Det är värt att nämna att vätesensorer är uppdelade i många specifikationer och områdena är också olika. Olika bränslecellmodeller och olika positioner för samma modell har olika krav för vätesensorer. Om motstånd med hög temperatur och fuktighet och hög precision krävs, priset blir dyrare. Baserat på att överväga både fordonsbehov och kostnadsminskning, Användare väljer i allmänhet vätesensorlösningar på ett omfattande sätt. ”

“Ur ett tekniskt perspektiv, Vätesensorer för bilar skiljer sig från konsumentsensorer. De har mycket komplexa driftsförhållanden och behöver uppleva allvarligare höga och låga temperaturer tillsammans med fordonet. De måste också motstå externa krafter (som vibration, inverkan, etc.). Utvecklingen av fordonsvätesensorprodukter måste uppfylla de grundläggande kraven och processerna för bilproduktutveckling, från systemkrav Beskrivning och analys, och gradvis itererande för design, analys, kontroll, och fordonstestning för att säkerställa omfattande, pålitlighet, och produktens säkerhet. ”

2. Tillämpning av temperatursensorförsäljningskanaler och mänskliga resurser
“Kanalförsäljningspersonalen i Midstream Battery Stack -industrin och kanalförsäljningspersonalen för vätenergifordon och sensorer för vätebränsletemperatur har överlappande kanaler och överlappande kundresurser. Försäljningspersonalen kan uppnå sömlös anslutning genom att byta jobb i dessa två branscher.”

“Våra temperatursensorföretag rekryterar för försäljningsbehovet för vätebränslecellen och väteenergifordonsindustrin, och kan också exakt söka efter kanalförsäljningstalenter i dessa branscher.”

Försäljningsteamet för temperatursensorföretaget analyserade att konjunkturcykeln för den första vågen av vätenergifordon och vätebränsleceller öppnar, Så det är inte svårt att bestämma att “Väteenergi fordon/vätebränslecellindustrin försäljningsteam” kan förberedas och etableras. Genom att sortera ut kundlistorna och regional distribution av väteenergifordon och vätebränslecellstillverkare, den regionala layouten och byggkostnaden för detta “Väteenergi fordon/vätebränslecellindustrin försäljningsteam” är tydliga.

3. Tillämpning i marknadsföring och marknadsföring av temperatursensorer
Det finns redan vertikala offline -aktiviteter för att främja vätebränsleceller och väteenergifordonsemperatursensorer. Organisationer inkluderar International Hydrogen Fuel Cell Association och China Hydrogen Energy Alliance, och aktiviteter inkluderar World Hydrogen Energy Technology Conference och utställning, etc.

Det huvudsakliga sättet att främja vätebränsleceller och väteenergifordonsemperatursensorer online är innehållsmarknadsföring. Bygga PC -nätverk, WeChat -konton och genomförande av innehållsoperationer som kan lösa användarens behov är grundfärdigheten, och bygga ett ekosystem för innehållsmarknadsföring som täcker Baidu, Zhuhi, Xiaohongshu, etc. För sökmotorer är den stora marknaden.

4. Tillämpning i investeringar och finansiering av temperatursensorer
Ur perspektivet av hela väteenergiindustrikedjan, De största mottagarna av kapital är kärnkomponenterna i vätebränsleceller som Midstream Battery Systems, travar, och membranelektroder (Något). Till exempel, Du kan överväga att göra tidiga arrangemang för temperatursensorer för vätebränsleceller. Väteenergi fordonsförsörjningskedjeföretag och temperatursensorer är lämpliga för ömsesidiga investeringar och betjänar gemensamma kunder tillsammans.