Cadre bipolaire Jutai PEI énergie hydrogène

Jutai – cadre bipolaire PEI (polyétherimide) – a été présenté comme une exposition principale de SABIC lors de la 8e exposition internationale sur la technologie et les produits de l'hydrogène, de l'énergie et des piles à combustible en Chine (Foshan) (CHFE2024).

Ce CHFE2024 couvrait tous les segments de la chaîne industrielle de l'hydrogène, y compris la production, le stockage, le transport, le ravitaillement, les piles à combustible et les applications finales de l'hydrogène, mettant en avant les technologies et produits mondiaux de pointe dans le domaine de l'énergie hydrogène.

Le cadre bipolaire JTYPEI®NA offre de multiples propriétés exceptionnelles, telles que la résistance à la compression, la résistance au fluage, la résistance à la fatigue, l'isolation électrique, le module élevé, la résistance à la chaleur et l'ignifugation, avec des performances mécaniques et une stabilité chimique exceptionnelles, faisant du PEI le matériau préféré pour les cadres bipolaires.

Le cadre bipolaire PEI permet une réduction de poids de 60 % et une réduction des coûts de production d’hydrogène de 50 %.

1. Les plaques bipolaires métalliques traditionnelles sont sensibles à la corrosion environnementale lorsqu'elles sont utilisées pour la première fois dans des électrolytes, nécessitant un placage au nickel pour éviter la corrosion.

2. En raison de sa résistance aux alcalis, le cadre bipolaire PEI ne nécessite pas de placage au nickel, évitant ainsi un traitement secondaire, ce qui contribue à accélérer l'assemblage des composants et prend en charge un fonctionnement à long terme, sûr et fiable du système d'électrolyseur, minimisant ainsi les pannes d'équipement lors d'une utilisation prolongée.

3. Le cadre bipolaire PEI présente un taux de libération de contaminants ioniques extrêmement faible, ce qui prolonge la durée de vie de la membrane échangeuse et réduit les coûts.

Le cadre bipolaire de l’Île-du-Prince-Édouard joue un rôle crucial dans la production d’hydrogène, faisant progresser encore l’application de l’énergie hydrogène dans les transports, le chauffage et la production d’électricité. Jutai a la capacité de produire des feuilles PEI aussi fines que 1 mm et des cadres bipolaires, avec un contrôle d'épaisseur d'une seule pièce allant de 0,02 à 0,05 mm. Jutai se consacre à fournir à ses clients des solutions plastiques techniques complètes et professionnelles.

AWE (électrolyseur d'eau alcaline)

Percées technologiques et avantages d’application des quatre plastiques haute performance

Plaques bipolaires PEEK pour électrolyseur à hydrogène : le « polyvalent » avec une résistance à haute température et à la corrosion

Le PEEK, une référence en matière de plastiques techniques spécialisés, maintient des performances stables à des températures allant jusqu'à 260°C et résiste aux acides et alcalis forts. Avec une densité seulement 1/3 de celle de l'aluminium et une résistance à la traction de 70 % de celle de l'acier, le PEEK peut être associé à la fibre de carbone (CF/PEEK) pour améliorer considérablement sa rigidité et sa résistance aux chocs. Cela a été validé dans l’allègement des articulations du robot humanoïde de Tesla. Dans le domaine de l'énergie hydrogène, le PEEK peut être utilisé pour fabriquer des plaques bipolaires et des composants d'étanchéité, évitant ainsi la corrosion électrochimique des métaux tout en réduisant le poids total de l'électrolyseur de 30 à 50 %. Des entreprises nationales telles que Zhongyan Co. ont déjà réalisé une production à grande échelle, réduisant leurs coûts de 40 % par rapport aux produits importés, jetant ainsi les bases d'une application plus large.

Plaques bipolaires PSU pour électrolyseur à hydrogène : le « pionnier de la résistance à la corrosion » dans les environnements alcalins

Le polysulfone (PSU) présente une résistance aux alcalis et une stabilité dimensionnelle exceptionnelles, avec une température de fonctionnement à long terme allant jusqu'à 180 °C, ce qui le rend adapté aux conditions difficiles des électrolyseurs alcalins. Ses propriétés isolantes empêchent les courts-circuits des plaques bipolaires, éliminant ainsi le besoin d'un placage de nickel supplémentaire, ce qui simplifie le processus de production. Des entreprises comme Fluorine Hydrogen Energy ont développé avec succès des plaques bipolaires à base de PSU, réduisant le poids de 60 % par rapport à l'acier au carbone traditionnel et améliorant l'efficacité de l'électrolyseur de 5 à 8 % grâce à une optimisation structurelle qui réduit la résistance des canaux d'écoulement.

Plaques bipolaires PPS pour électrolyseur à hydrogène : la « force principale d'allègement » avec un rapport coût-performance élevé

Le sulfure de polyphénylène (PPS) a une densité de seulement 1,36 g/cm³ et une température de déformation thermique supérieure à 260°C, offrant une excellente rigidité et résistance chimique. Comparé au PEEK, le PPS est 30 à 50 % plus rentable et a un taux de production national élevé (par exemple, New Hope Chemical a une capacité de 22 000 tonnes/an), ce qui le rend adapté aux applications à grande échelle. Dans les électrolyseurs alcalins, les plaques bipolaires PPS peuvent résister à la corrosion à long terme causée par les solutions KOH à haute concentration. Avec une conception à structure papillaire, ils réduisent la résistance de contact de plus de 15 %, faisant du PPS le matériau de choix pour le marché milieu et bas de gamme.

PEM (Membrane Échangeuse de Protons / Électrolyseur d'Eau Pure)

Percées technologiques et avantages d’application des quatre plastiques haute performance

Plaques bipolaires PEI pour électrolyseur à hydrogène : le « choix innovant » avec une résistance et une fonctionnalité élevées

Le polyétherimide (PEI) a une température de transition vitreuse de 215 °C et une résistance à la traction supérieure à 100 MPa, avec d'excellentes propriétés ignifuges et diélectriques. Grâce à des modifications, le PEI peut fournir des fonctions à la fois conductrices et isolantes. Dans les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM), les plaques bipolaires à base de PEI peuvent intégrer des fonctions de canal d'écoulement et d'étanchéité, réduisant ainsi le nombre de composants de 30 % et améliorant considérablement la compacité du système.

Transition matérielle des métaux vers les non-métaux : une voie clé vers l’amélioration des performances et la réduction des coûts des équipements énergétiques à hydrogène

Le passage des métaux aux non-métaux dans le choix des matériaux représente non seulement un bond en avant dans les performances des équipements énergétiques à hydrogène, mais également une voie cruciale pour la réduction des coûts industriels et l’amélioration de l’efficacité. Avec les avancées technologiques et la maturation des processus de matériaux tels que le PEI, le PSU, le PPS et le PEEK, les électrolyseurs entrent dans une nouvelle étape : ils sont plus légers, plus efficaces et plus économiques. Cela donne un élan essentiel au marché mondial de l’énergie hydrogène, soutenant les efforts de parité réseau et de transition énergétique.