Essendo un materiale funzionale fondamentale nei settori della sinterizzazione dei metalli e degli elettrolizzatori, il feltro di nichel è ampiamente utilizzato in campi di fascia alta-come l'elettrolisi dell'acqua per l'energia dell'idrogeno per la produzione di idrogeno, le celle a combustibile, la filtrazione ad alta-temperatura e la catalisi elettrochimica. La sua qualità determina direttamente l'efficienza operativa, la stabilità e la durata delle apparecchiature. Il feltro di nichel di qualità inferiore è soggetto a problemi quali ossidazione e distacco, conduttività irregolare e blocco dei pori, che non solo aumentano i costi di sostituzione ma possono anche portare a perdite significative come una ridotta efficienza dell'elettrolizzatore e potenziali rischi per la sicurezza.
In qualità di azienda leader con più di dieci anni di esperienza nel campo della sinterizzazione dei metalli, TOPTITECH analizzerà le 6 dimensioni principali per "giudicare la qualità del feltro di nichel" per voi oggi. Dall'aspetto di base alle prestazioni principali, dai test pratici al confronto standard, anche i principianti possono iniziare rapidamente, evitare trappole nell'approvvigionamento e scegliere il feltro in nichel conveniente-.
Primo sguardo all'aspetto: i dettagli nascondono i segnali di qualità più intuitivi
L'aspetto del feltro nichelato è la "prima faccia" della sua qualità. Non è necessaria alcuna attrezzatura professionale; il giudizio preliminare può essere espresso ad occhio nudo e con il semplice tocco. Concentrati su 3 punti per evitare prodotti palesemente scadenti:
1. Colore e pulizia della superficie (fondamento principale)
Il feltro al nichel di alta-qualità ha una lucentezza metallica grigio-argento-uniforme sulla superficie, senza evidenti differenze di colore, annerimento, ingiallimento, macchie di ruggine o macchie di ossidazione. Il colore complessivo è uniforme, senza opacità locale o luminosità irregolare-questo è un riflesso diretto del contenuto qualificato di nichel, senza impurità e con un basso livello di ossidazione. Secondo la "Specifica tecnica generale T/CSTM00689-2023 per feltro in nichel metallico" emessa da CSTM, il feltro in nichel qualificato deve avere una superficie pulita senza macchie o evidenti attacchi ossidativi.
Un feltro di nichel di qualità inferiore, principalmente a causa dell'insufficiente purezza della materia prima (drogata con ferro, rame e altre impurità) o di un controllo improprio dell'ossidazione durante il processo di produzione, presenterà una superficie opaca, macchie, ruggine e persino olio residuo, polvere, ecc. Tale feltro di nichel è estremamente incline alla rapida ossidazione e al guasto in ambienti corrosivi come gli elettrolizzatori.
2. Uniformità strutturale (influisce su conduttività e permeabilità)
Il feltro al nichel di alta-qualità è realizzato con fibre di nichel continue mediante posa a umido e sinterizzazione sotto vuoto. Le fibre sono intrecciate uniformemente, senza evidenti agglomerazioni, fili rotti, fili saltati o aree localmente sparse. Quando tirato delicatamente a mano, il corpo in feltro non presenta delaminazione o perdita di fibre e lo spessore complessivo è uniforme.
Il feltro nichelato di qualità inferiore presenta una distribuzione disordinata delle fibre, un'agglomerazione locale delle fibre e alcune aree sono sparse e trasmettono la luce-. È soggetto a distacco e delaminazione dei cavi quando viene tirato e persino a buchi o danni evidenti-tale feltro in nichel ha una distribuzione irregolare dei pori, che porterà a una scarsa conduzione della corrente e a una distribuzione irregolare del gas di reazione durante l'elettrolisi, riducendo notevolmente l'efficienza dell'elettrolisi.
3. Bordo e planarità (riflette la precisione del processo di produzione)
Il feltro in nichel di alta-qualità ha un bordo tagliato netto, senza sbavature, senza arricciature, senza deformazioni e può adattarsi perfettamente alla pialla quando disteso, senza deformazione ondulata o depressione e sporgenza locale; il feltro in nichel inferiore ha un bordo tagliato ruvido e irregolare, che è facile da arricciare e deformare, e presenta anche fibre allentate e cadenti. È difficile adattarsi con precisione agli elettrolizzatori, alle apparecchiature di filtraggio, ecc. durante l'installazione successiva, influenzando la tenuta e l'effetto di utilizzo.
Prova le prestazioni principali: questi 3 punti determinano il valore pratico del feltro in nichel
L'aspetto qualificato è solo il fondamento. Il valore fondamentale del feltro al nichel risiede nelle sue proprietà fisiche, chimiche ed elettrochimiche, che sono anche la chiave per distinguere il "feltro al nichel di alta- qualità" dal "feltro al nichel qualificato". Concentrati sul test di 3 indicatori principali, adatti a scenari applicativi pratici come elettrolizzatori e celle a combustibile:
1. Purezza del materiale: il contenuto di nichel maggiore o uguale al 99,0% è il risultato finale (priorità massima)
La purezza del materiale del feltro di nichel determina direttamente la sua resistenza alla corrosione, conduttività e durata. Il feltro in nichel di alta-qualità deve soddisfare i requisiti della "T/CSTM00689-2023 Specifica tecnica generale per feltro in nichel metallico", con un contenuto minimo di nichel non inferiore al 99,0%. Per il feltro di nichel utilizzato negli elettrolizzatori di fascia alta, si consiglia di scegliere prodotti con contenuto di nichel maggiore o uguale al 99,6%. Il contenuto di impurità (ferro, rame, carbonio, ossigeno, ecc.) deve essere rigorosamente controllato.
Come testare? Al momento dell'acquisto, puoi chiedere al fornitore di fornire un rapporto di test del materiale (come un rapporto di test di spettroscopia di fluorescenza a raggi X-) che indichi chiaramente il contenuto di nichel e il contenuto di impurità; se le condizioni lo permettono si può osservare la microstruttura attraverso un microscopio metallografico. Il feltro in nichel di alta-qualità non presenta particelle di impurità evidenti e una cristallizzazione uniforme delle fibre.
Il feltro di nichel di qualità inferiore utilizza principalmente materie prime di nichel di bassa-purezza, drogate con un gran numero di impurità. Non solo ha scarsa conduttività e resistenza alla corrosione, ma è anche soggetto alla dissoluzione ossidativa negli ambienti degli elettrolizzatori alcalini e può contaminare l'elettrolita, influenzando la purezza del prodotto (come la purezza dell'idrogeno nella produzione di energia dall'idrogeno).
2. Caratteristiche dei pori: la porosità e la distribuzione delle dimensioni dei pori determinano l'adattabilità dello scenario applicativo
Il vantaggio principale del feltro in nichel è la sua struttura porosa tridimensionale. La porosità e la distribuzione delle dimensioni dei pori influiscono direttamente sulla permeabilità del fluido, sull'area superficiale specifica e sull'efficienza catalitica. Diversi scenari applicativi hanno requisiti diversi per gli indicatori dei pori (ad esempio, il feltro di nichel utilizzato nell'elettrolisi dell'acqua per la produzione di idrogeno richiede un'elevata porosità per garantire la diffusione del gas, mentre il feltro di nichel utilizzato nella filtrazione richiede una precisa distribuzione delle dimensioni dei pori per migliorare l'efficienza di intercettazione). Il feltro in nichel di alta-qualità deve soddisfare i seguenti requisiti:
- Porosità: per il feltro di nichel utilizzato negli elettrolizzatori e nelle celle a combustibile, si consiglia di scegliere una porosità del 60%-80%. Una porosità troppo bassa influenzerà la circolazione del gas/liquido, mentre una porosità troppo alta ridurrà la resistenza meccanica del feltro;
- Distribuzione della dimensione dei pori: la dimensione dei pori è uniforme, senza pori anomali eccessivamente grandi o piccoli. Si consiglia di controllare la dimensione dei pori del feltro di nichel utilizzato nell'elettrolisi dell'acqua per la produzione di idrogeno tra 10 e 20 μm;
- Permeabilità all'aria: permeabilità all'aria uniforme senza ostruzioni evidenti, per garantire che il gas/liquido possa passare senza problemi e la reazione possa essere eseguita completamente.
Il feltro di nichel di qualità inferiore presenta ampie fluttuazioni nella porosità, una distribuzione disordinata delle dimensioni dei pori e alcuni pori sono bloccati o troppo grandi, il che porterà a una diffusione non uniforme del gas e a un'eccessiva caduta di pressione nell'elettrolizzatore o a un'efficienza di intercettazione insufficiente durante la filtrazione, riducendo la durata dell'apparecchiatura.
3. Proprietà meccaniche ed elettrochimiche: chiave per l'adattamento a condizioni di lavoro estreme
Il feltro in nichel viene utilizzato principalmente in condizioni di lavoro con alta temperatura, alta pressione e forte corrosione. Pertanto, la resistenza meccanica e le proprietà elettrochimiche sono cruciali. Il feltro in nichel di alta-qualità deve soddisfare:
- Proprietà meccaniche: la resistenza alla trazione può raggiungere 5-25 MPa, con buona resilienza alla compressione. Dopo ripetute compressioni fino al 50% di deformazione, può ancora recuperare più dell'85% del suo spessore originale. Non presenta rotture o deformazioni evidenti se tirato a mano. La resistenza alla trazione e l'allungamento possono essere testati da una macchina di prova universale;
- Proprietà elettrochimiche: bassa resistenza di contatto, forte stabilità nell'elettrolita alcalino, nessuna evoluzione evidente di ossigeno o anomalie nell'evoluzione di idrogeno, che possono essere verificate mediante test di resistività;
- Resistenza alla corrosione e resistenza alle alte-temperature: può funzionare stabilmente per lungo tempo in un'atmosfera ossidante o riducente superiore a 600 gradi, senza corrosione evidente nei test in nebbia salina, adatto a condizioni di lavoro difficili come elettrolizzatori e filtrazione ad alta-temperatura.
Il feltro di nichel di qualità inferiore ha una scarsa resistenza meccanica, è facile da rompere e deformare e ha un'elevata resistenza di contatto, che aumenterà il consumo energetico dell'elettrolizzatore. È soggetto a ossidazione, corrosione e distacco dopo l'uso a lungo-termine, con conseguenti guasti alle apparecchiature.
Continuando...
