浙江德龙科技有限公司

（德龙科技）流延机在氢能行业应用

氢能，因其来源丰富，能量密度高，清洁无污染的独特优势，被誉为“终极能源”。

近年来，伴随“双碳”目标下能源与产业双重结构转型，中国氢能产业保持高速发展，已成为全球最大的制氢国和用氢国。2022年《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》明确指出：氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。其中电解水制氢和氢燃料电池中的隔膜是关键，流延机作为一种高效的薄膜制备设备，在氢能行业隔膜制备中扮演着重要角色。

01.质子交换膜（PEM）

是一种允许质子通过而阻止电子和其他离子通过的聚合物膜。它是燃料电池、电解水装置等能源转换系统中的关键组件。根据材料成分和制备工艺的不同，质子交换膜可以分为多种类型。常见的质子交换膜类型有：全氟磺酸膜、部分氟化膜、复合质子交换膜、非氟膜。质子交换膜的制膜工艺直接影响膜的性能，制膜工艺主要有两种：熔融挤出法和溶液流延法。目前商业化产品多采用溶液流延法：可用于大批量连续化生产，且产品性能更佳且膜厚更薄。

02.阴离子交换膜（AEM）

是 AEM 电解槽的核心组件之一，主要起两个作用：

（1）作为内部通道传导 OH−；（2）隔绝阴极产生的氢气和阳极产生的氧气，避免危险事故发生。

03.固体氧化物电解池（SOEC）

是一种高效绿色制氢技术‌，其工作原理是通过在高温下电解水，产生氢气和氧气，实现电能和热能向化学能的转化。SOEC是固体氧化物燃料电池（SOFC）的逆过程，即通过外加电压在阴极分解水蒸气产生氢气，而产生的氧离子通过电解质在阳极形成氧气。SOEC电解槽由氢电极层、电解质层、氧电极层构成。氢电极层和氧电极层为多孔陶瓷结构，电解质层多为致密的钙钛矿类陶瓷（如YSZ）。

流延法制备的隔膜具有以下特点

一、均匀性：流延法能够制备出厚度均匀的薄膜，这是因为料浆在刮刀的作用下均匀地分布在基带上，经过干燥和固化后形成均匀的膜。

二、高性能：流延膜的性能较好，尤其是在电化学应用中，如燃料电池和电解水制氢设备中的隔膜，能够提供良好的离子传导性和电化学稳定性。

三、微观结构设计：流延法允许对隔膜的微观结构进行设计，例如通过添加不同的填料或改性剂来改善隔膜的性能。

四、可定制性：可以根据不同的应用需求，调整流延工艺参数来制备不同厚度、不同性能的隔膜。

五、连续化生产：流延法适用于大批量连续化生产，能够提高生产效率，降低成本。

六、薄型化：流延法可以制备出超薄型的隔膜，这对于提高电池等设备的能量密度和性能至关重要。

七、机械强度：流延法制备的隔膜通常具有较好的机械强度，能够承受电池或电解槽在工作过程中的机械应力。

八、化学稳定性：流延膜在化学稳定性方面表现良好，能够抵抗电解液或燃料的化学腐蚀。

九、环境友好：相比于一些其他隔膜制备方法，流延法在制备过程中可能不需要使用有害溶剂，或者使用的溶剂可以通过回收处理，从而减少对环境的影响。

（德龙科技）流延机在燃料电池行业

01.固体氧化物燃料电池(SOFC)

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种在高温环境下通过电化学反应直接将燃料的化学能转换为电能的全固态发电装置。SOFC中电解质一般采用氧化物陶瓷制作，即烧结固熔体电解质——完全稳定化的氧化锆（ZrO2），钇稳定氧化锆（YSZ）是目前主要使用的电解质材料。流延成型是目前商业化制备电解质支撑型电池片电解质层的最主要方法。

流延法制备的隔膜具有以下特点

一、厚度控制：流延法可以精确控制陶瓷层的厚度，这对于提高电池的功率密度和稳定性至关重要。

二、 结构均匀性：能够制备出结构均匀、无缺陷的陶瓷层，有利于电池的性能和寿命。

三、 规模化生产：流延法适合大规模生产，有助于降低SOFC的生产成本。

四、 材料适用性广：适用于多种陶瓷材料，为SOFC的设计和优化提供了灵活性。

五、工艺简单：与其他成型工艺相比，流延法操作简单，易于实现自动化。

总之，流延法作为一种有效的陶瓷成型技术，在SOFC的制备中具有显著优势。