随着全球对可持续能源的不断追求，氢能作为一种清洁、高效的能源形式，正逐渐成为能源转型的焦点。保时来新材料科技（苏州）有限公司，作为行业内的领军企业，致力于通过技术创新推动绿色能源的发展，其在江苏常熟建立了集先进材料工程研发中心、氢能装备关键部件制造供应链集群为一体的高新技术产业基地。公司是国家级科技型中小企业、江苏省民营科技企业、苏州市独角兽培育企业。公司建设有常熟市企业创新中心，苏州市绿氢电极工程技术研究中心，基于材料、机械制造和电化学等学科基础，深耕于表面工程技术的创新应用，夯实绿氢电极产品开发和生产的行业领先地位，同时不断开拓半导体制造和新能源等众多领域表面工程技术的应用场景。
在氢能行业，保时来是国内绿色制氢电极产品的头部供应商。公司拥有8条自主研发的国际先进自动绿氢电极生产线，全面覆盖电极生产设备制造、先进催化剂研发与生产和电极产品的基网生产、催化层制备、活化和切割全过程，可满足600套/年1000Nm3/h电解槽电极产品的供货需求。配备了完善的生产检验设备和行业领先的性能验证设施。这不仅确保了产品的高质量，也满足了市场对高效、环保电解槽电极产品的需求。
保时来在电解槽结构设计上同样不遗余力。公司新开发的柔性支撑一体电极和除雾丝网支撑结构，不仅优化了电解槽流场，还实现了零极距的设计，从而在同等条件下降低了能耗、减少了小室数量，进一步提升了电解槽的性能。
1、电解槽结构
碱性电解槽主体由端压板、密封垫、极板、电板、隔膜等零部件组装而成，电解槽包括数十甚至上百个电解小室，由螺杆和端板把这些电解小室压在一起形成圆柱状或正方形，每个电解小室以相邻的2个极板为分界，包括正负双极板、阳极电极、隔膜、密封垫圈、阴极电极6个部分，如下图1所示。双极板有乳突结构和平板结构，使用乳突结构双极板时，电极靠双极板的凸点支撑并通电。当双极板为平板机构时，电极与双极板间会安装使用镍板冲压的板网作为支撑和通电。无论是乳突结构还是板网结构，都属于硬支撑，而且对电解槽内部电解液的流动起着一定的阻碍作用从而影响电解小室的流场。
图1 电解槽结构
在传统的电解槽电极支撑结构的基础上，保时来通过结构优化，设计除雾丝网柔性支撑结构（柔性支撑一体化电极），作为乳突结构和板网机构之后的新一代支撑结构，可在同等条件下提高电流密度、降低小室电压和能耗、减少小室数量，从而进一步提升电解槽的性能而且能同时降低电解槽的生产成本。
图2 电解槽支撑结构
2. 除雾丝网柔性支撑结构（柔性支撑一体化电极）与传统支撑方式比较
(1) 间隙优化：传统电解槽设计中，电极与隔膜之间存在0.1mm-3mm的间隙，这限制了电解效率。而保时来采用的零极距技术，实现了电极与隔膜的完全贴合，从而提高了电解效率。
(2) 隔膜保护：在传统电解槽中，阴阳极之间的硬接触可能导致隔膜损伤。保时来的零极距结构采用柔性支撑，有效避免了对隔膜的损伤。
(3) 降低电阻：传统电解槽结构（乳突，板网）接触点较少，接触电阻较高。零极距柔性结构接触点较多，以较低代价大幅降低接触电阻，从而降低能耗，有助于大电密运行。
(4) 优化流场：电解槽结构（乳突，板网）流场设计复杂，流阻大，不利于气液快速流动，零极距电解槽支撑结构空隙较多，益于气液流动，有助于降低电解液气液比，提升小室内部传热传质效率，降低电解槽能耗。。
3. 保时来一体电极的技术迭代
3.1碱液除雾丝网的迭代
（1）柔性体结构与力学仿真的深度融合
我们运用先进的三维结构设计和力学仿真技术，通过精确的数值模拟计算，对支撑体的柔性体结构进行了全面优化。这一过程确保了我们能够评估不同设计方案的力学性能，并从中筛选出最优的设计方案。
（2）碱液除雾丝网的结构设计迭代：
结构设计：结合三维建模与力学仿真，我们对碱液除雾丝网的结构进行了细致的设计，以确保其在实际应用中的高效性能。
力学性能仿真：通过数值模拟仿真，我们能够预测和分析不同设计参数对丝网力学性能的影响，从而实现设计的最优化。
（3）碱液除雾丝网的编织技术革新：
数值模拟指导：基于优化后的结构模型，我们利用数值模拟的结果，指导实际的编织工艺，确保丝网的力学性能和功能性达到最佳状态。
自动化编织技术：采用行业领先的自动化编织技术，我们实现了碱液除雾丝网的高效生产，同时保证了产品的一致性和可靠性。
图5编织结构
3.2碱液除雾丝网测试
保时来新材料科技在碱液除雾丝网的测试与评估方面，实施了以下综合性测试流程：
力学性能测试：我们对碱液除雾丝网进行了压缩回弹测试，以评估其在实际应用中的柔性恢复能力和结构稳定性。
面电阻测试：通过模拟装机后的测试，我们测量了丝网的面电阻，确保其在电解过程中的导电性能满足高效能要求。
外观检验：通过目视检查，保证编织结构不出现多丝、断丝、少丝以及其他目视可见的宏观缺陷。
设计和评价体系的构建：基于上述测试结果，我们设计并编制了一套全面的柔性体结构设计和评价体系。该体系旨在系统地评估和优化碱液除雾丝网的性能，确保其在各种工况下均能保持最佳表现。
通过这一严谨的测试流程，保时来新材料科技确保了碱液除雾丝网的高性能和可靠性，为客户提供了高质量的产品，并为电解槽技术的持续进步提供了坚实的基础。
3.3一体电极封边方式的迭代
保时来新材料科技通过精心设计的柔性支撑一体化电极，实现了电解槽性能的显著提升。这种一体化电极结合了先进的柔性支撑结构和高效催化电极，以确保电解过程的高效和稳定。
我们对封边技术进行了迭代优化，以适应不同的电解槽运行条件。封边方式的选择对于电解槽的长期运行至关重要，因为它直接关系到电解槽内部的杂质管理、碱液流动效率以及温度控制。优化后的封边技术能够有效减少杂质在电解槽内的积聚，促进碱液的均匀流动，并维持电解槽内部的稳定温度，从而提高了电解槽的整体性能和耐久性。
通过这种迭代创新，保时来新材料科技不仅提升了电解槽的运行效率，还增强了其在各种工况下的适应性和可靠性。
成效效果展示：
保时来新材料科技，以其卓越的技术创新和对环保的执着追求，正引领着绿色能源的革命。我们坚信，通过不断的技术突破和产品优化，保时来将继续为全球的绿色能源事业贡献力量，为实现可持续发展的未来添砖加瓦。
保时来新材料科技——绿色能源的创新先锋，与您共创美好未来。
