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직조된 니켈 메쉬를 전해조 셀에 넣어 한 번에 세 가지 작업을 수행하고 세 가지 중 어느 것이 특정 셀 설계에 바인딩되는지에 따라 사양 결정이 내려집니다. 메쉬는 수소와 산소 반응이 일어나는 전극 표면을 운반하고, 버스바에서 활성 영역으로 전류를 확산시키며, 가스가 빠져나가는 표면을 제공하여 전해질이 아래의 금속에 도달할 수 있도록 합니다.

니켈은 알칼리수 전기분해의 표준 전극재료인데 그 이유는 공개된 것이지 홍보용이 아니다. 수산화칼륨은 산성 전해질로 인해 발생하는 부식 손실을 방지하기 때문에 전해질로 사용되며, 니켈은 높은 활성, 가용성 및 비용 때문에 선택된 전극 재료입니다. 이 세 단어는 중요한 결정을 설명하고 그 경계도 표시합니다. 니켈이 사용되는 계열은 알칼리성입니다.

다음은 메시 인용문에 속하는 재료 및 형상 내용입니다. 순도 수치가 실제로 식별하는 등급, 메시 수와 와이어 직경이 어떻게 결합되는지, 공개된 범위 중 어떤 범위를 함께 엮을 수 있는지, 메시가 생존해야 하는 작동 범위, 전해조 기술이 제공하는 전해조 기술, 부식으로부터 보호되는 부품과 구별되는 전극에 속하는 표면 처리.

메쉬가 셀에서 하는 일

발표된 셀 손실 분석에서는 알칼리 셀의 저항을 전기 그룹, 전송 그룹 및 반응 그룹으로 나누며, 메시 수를 선택하기 전에 해당 목록에 메시를 배치하는 것이 좋습니다. 손실은 외부 회로와 그 연결, 양극에서 산소 발생 반응의 과전위, 산소 기포에 의한 양극의 피복, 전해질을 통한 이온 전달, 격막 또는 막의 저항, 수소 기포에 의한 음극의 피복, 음극에서 수소 발생 반응의 과전위를 통해 발생합니다. 전극 금속 자체의 벌크 저항은 자체 항으로 나타나지 않습니다. 왜냐하면 이 단면의 금속 메쉬에서는 반응 및 기포 항에 비해 작기 때문입니다.

해당 목록은 메시 사양의 용도를 변경합니다. 메시는 자체 전도성이 아니라 주변 조건에 대해 수행되는 작업에 따라 선택됩니다.

니켈이 왜 작동하지 않는가?

상업적으로 순수한 니켈은 자체 재료 게시판에 알칼리 전지가 의존하는 특성인 가성 알칼리에 대한 저항성이 탁월하다고 설명되어 있으며, 동일한 게시판에서는 가성 서비스가 해당 저항을 기반으로 하는 응용 분야 중 하나라고 언급합니다. 따라서 메시는 그에 적합한 하나의 전해질 제품군에서 작동하며 전해질도 부분적으로 같은 이유로 선택됩니다. 이것이 선택의 기초이자 경계이기도 합니다. 전해질이 산인 셀은 니켈 셀이 아닙니다.

그러나 해당 자료는 유지 관리가 필요하지 않으며 공개된 메커니즘은 구체적입니다. 니켈 전극은 비활성화되는 것으로 보고되었으며, 비활성화에 대해 확인된 메커니즘은 높은 수소 농도 하에서 전극 표면에 니켈 수소화물 상이 형성되는 것입니다. 발표된 해결책은 코팅입니다. 철 코팅은 수소화물 상이 형성되는 것을 방지하여 비활성화를 방지합니다. 용해된 바나듐 종은 알칼리 매질에서도 니켈 음극을 활성화시키는 것으로 보고되었습니다.

추가로 발표된 두 가지 사실은 코팅되지 않은 메시가 충분한지 여부를 결정합니다. 산소 발생은 그 메커니즘이 더 복잡하고 가역성이 낮기 때문에 수소 발생보다 감소시키기가 더 어렵다고 설명됩니다. 그리고 전극 설계 관행은 항상 도핑이나 더 안정적이고 활성인 층의 코팅을 포함하는 것으로 문헌에 설명되어 있습니다. 왜냐하면 전극은 전도체일 뿐만 아니라 촉매이기 때문입니다. 측정된 스프레드가 넓습니다. 80°C의 28% 수산화칼륨에서 활성화된 니켈-철-아연 복합재는 연강의 경우 약 400mV에 대해 100mV 근처의 산소 과전위로 보고되었으며, 기타 공개된 전극 재료는 28wt% 수산화나트륨에서 1,500A/m²의 니켈-황-코발트 증착물의 경우 70mV, 니켈-몰리브덴 공증착물의 경우 185mV로 보고되었습니다. 6M 수산화칼륨에서 3,000A/m².

실제적으로는 코팅되지 않은 니켈 메쉬가 작동하고 기본이며, 최고의 효율성에 대한 주장은 코팅되거나 활성화된 전극에 속하며 노출된 금속에는 속하지 않는다는 것입니다. 베어 메쉬에 대한 견적과 활성 전극에 대한 견적은 서로 다른 두 가지 제품입니다.

순수 피규어의 등급

고순도 니켈은 하나의 상업적 설명과 두 가지 사양으로 판매되며, 백분율만 전달하는 메쉬 문의는 선택의 여지를 남겨둡니다. 이 등급의 단조 니켈은 회보에 상업적으로 순도가 99.6%로 기술되어 있으며 판매 사양에서는 니켈과 코발트의 합이 최소 99.0%로 설정되어 있으며 나머지는 통제된 잔류물로 구성되어 있습니다. 인기 있는 수치인 99.6%는 명목상 상업적 순도이며 사양 최소값은 아니며 두 등급을 구분하는 요소는 탄소입니다.

메쉬의 결과는 셀이 아닌 제조 경로에 있습니다. 전해조는 315°C보다 훨씬 낮은 온도에서 작동하므로 어느 등급이든 서비스에서 살아남습니다. 직조 후 어닐링은 흑연화 밴드에서의 어닐링 또는 용광로 이동이 저탄소 등급이 보호하는 대상이기 때문에 결정하는 단계입니다. 99.6%라고 명시되어 있는 메쉬 주문에서는 어떤 등급이 전달될지 언급되지 않았으며 광휘 어닐링될 메쉬는 어닐링을 유지하는 등급을 유지해야 합니다.

셀에서 중요한 상수

가공 등급에 대해 공개된 물리적 상수는 다음과 같습니다. 전기비저항 행은 주의가 필요한 행으로, 표 다음에 별도로 취급한다.

순수 니켈에 대해 순환하는 저항률 수치(20°C에서 6.99마이크로옴센티미터)는 고순도 니켈 금속에 대한 핸드북 값이며 가공 등급에 대해 게시된 수치가 아닙니다. 등급에 대한 공지 수치는 0.096마이크로옴미터(9.6마이크로옴센티미터)이며, 이는 제어된 잔류물 비용인 거의 1/3 더 높습니다. 수정 방향은 재료를 평탄하게 만들지 않으며, 두 번째 부분은 셀 설계자가 필요로 하는 부분입니다. 저항률은 온도에 따라 20°C에서 0.096 마이크로옴 미터에서 100°C에서 0.130으로 증가하므로 사용할 값은 실온에서의 값이 아니라 작동 온도에서의 값입니다.

메쉬 형상 및 함께 짜여질 수 있는 범위

세 개의 숫자는 직조된 메쉬를 정의하며 그 중 두 개만 독립적입니다. 메시 수는 1직선 인치당 개구부 수입니다. 피치는 인접한 두 와이어의 중심 사이의 거리이며 25.4를 밀리미터 단위의 메쉬 수로 나눈 값입니다. 와이어 직경은 와이어가 측정하는 것입니다. 구멍은 피치에서 와이어 직경을 뺀 값으로 다른 두 개에서 나오며, 개방 영역은 구멍과 피치 사이의 비율의 제곱으로 계산됩니다. 따라서 견적에는 메쉬 수와 와이어 직경만 필요하며 그 밖의 모든 것을 계산할 수 있습니다. 이는 구매자가 받은 견적을 확인하는 방법이기도 합니다.

표를 아래쪽으로 읽으면 게시된 범위가 위쪽 끝에서 분리됩니다. 마지막 행은 작동하지 않는 경우입니다. 200 메시에서 피치는 0.127mm이므로 게시된 직경 범위에서 가장 가는 와이어는 0.027mm의 구멍과 4.5%의 개방 면적을 남깁니다. 이는 동일한 사양 표의 30% 바닥에 비해 극히 일부분입니다. 200메시로 표시된 메쉬는 어떤 와이어를 사용하더라도 30~65% 개방 공간에서는 전달할 수 없습니다. 왜냐하면 가장 작은 게시된 와이어라도 피치의 79%를 소비하기 때문입니다. 게시된 세 가지 범위는 무료 메뉴가 아닌 제품군을 설명하며, 인용하기 전에 형상과 비교하여 조합을 확인해야 합니다.

직조 유형도 같은 이유로 중요합니다. 평직은 와이어 하나를 위와 아래로 연결하여 위의 테이블에 둥근 구멍과 열린 공간을 제공합니다. 능직 직조는 와이어를 2개와 2개 이하로 통과시켜 동일한 횟수로 더 무거운 와이어를 허용하고 더 밀도가 높은 천을 생성하며, 더치 직조는 두 방향에서 서로 다른 직경을 사용하여 스크린보다 필터에 더 가까운 천을 생성합니다. 익스펜디드 메탈은 또 다른 기하학적 구조입니다. 시트를 쪼개고 늘려서 생산되기 때문에 인터레이스된 와이어가 없고 개방 영역은 와이어 직경이 아닌 슬릿 패턴으로 설정되며 메쉬 수는 같은 방식으로 정의되지 않습니다. Woven Wire Mesh와 Expanded Metal Mesh를 하나의 라인으로 제공하는 사양은 서로 다른 두 제품을 하나로 압축한 것이므로 서로 다른 측정 방법으로 견적 및 검사를 받아야 합니다.

메시 수 허용 오차가 조리개에 미치는 영향

메시 개수에는 공차가 포함되며 공차는 직조의 두 방향에 별도로 적용됩니다. 직조 와이어 천 사양에 게시된 값은 30메시보다 거친 천의 날실 방향에서 플러스 또는 마이너스 2%, 슈트 방향의 플러스 마이너스 5%, 30메시 이상 최대 200메시까지는 슈트의 날실 플러스 또는 마이너스 2%, 200메시보다 미세한 천의 경우 슈트의 날실 플러스 또는 마이너스 3%, 슈트의 플러스 마이너스 4%입니다.

전해조 전극의 작동 조합인 0.20mm 와이어가 있는 40메시 천에 효과를 적용합니다. 공칭 피치는 0.635mm이고 공칭 조리개는 0.435mm입니다. 공차 상한의 워프 수는 인치당 40.8 와이어로 피치는 0.6225mm, 조리개는 0.4225mm이고, 하단의 워프 수는 인치당 와이어 39.2개로 피치는 0.648mm, 조리개는 0.448mm입니다. 따라서 구매자가 받는 조리개는 0.435mm의 공칭 수치에서 약 0.026mm 또는 플러스 또는 마이너스 3%의 대역을 가로질러 이동하고 개방 영역은 44.4%에서 49.4%로 함께 이동합니다. 이것이 메쉬 개수와 와이어 직경만 명명하는 메쉬 설명선이 사양이 아닌 이유입니다. 구멍과 개방 영역은 각 방향에서 공차를 전달하는 직조 개수를 따릅니다.

메쉬가 생존해야 하는 작동 범위

메시가 사용 중 충족하는 조건에 따라 등급과 표면 상태가 결정되며, 알카라인 전지에 대해 게시된 수치는 좁은 범위에 속합니다.

두 가지 결과가 따릅니다. 첫 번째는 작업장의 온도가 아닌 셀의 온도가 계산에 속하는 저항률 수치를 설정한다는 것입니다. 두 번째는 전극 표면에 전기화학을 수행하도록 요청하는 것이며, 해당 표면의 상태는 사양 항목이지 마감 세부 사항이 아니라는 것입니다.

메시가 제공하는 전해조 기술

메쉬가 일반적으로 전해조 기술에 적합하다는 주장은 자격이 필요합니다. 기술은 전해질이 다르고 전해질은 니켈이 올바른 금속인지 여부를 결정하기 때문입니다.

따라서 기술 이름을 지정하지 않고 전해조 부품 이름을 지정하는 요청에는 메시를 인용하기 전에 한 가지 질문에 대한 답변이 필요하며 이는 상업적인 질문이 아닙니다. 산성 막 전지의 전극은 다른 재료 논의입니다.

전극 표면 처리

메시 견적에는 일반적으로 세 가지 처리 방법이 나열되어 있으며, 그 중 두 개는 전극에 속하고 세 번째 처리는 다른 작업을 수행합니다. 어닐링에는 두 가지 목적이 있습니다. 직조로 인해 와이어에 가해지는 응력을 제거하고 재료를 균열 없이 편평하게 하고 절단하고 용접할 수 있을 만큼 부드럽게 유지하는 것입니다. 이는 어닐링된 니켈이 경도가 낮고 연성이 우수하다고 언급할 때 해당 등급에 대해 공지에서 설명하는 조건입니다. 세척은 열처리 전과 조립 전 그리스와 드로잉 잔여물을 제거하는 작업으로, 니켈 표면에 남겨진 그리스는 어닐링 온도에서 탄소의 원천이 되기 때문에 구조 부품보다 더 중요합니다.

세 번째 단어에는 결정이 필요합니다. 패시베이션은 부식 방지 처리로 차단막을 생성하며, 전극 표면은 전기화학적 활성을 의미합니다. 셀에 삽입된 전극은 서비스 중에 자체 산화물을 성장시키며, 전극의 수동 표면을 요구하는 사양은 셀이 작동해야 하는 필름을 요구합니다. 전극에 대한 의미 있는 옵션은 순수 메쉬를 위한 깨끗하고 응력이 없는 표면이거나 셀 설계에서 요구되는 의도적인 활성화 처리입니다. 이는 출판된 전극 설계 사례에서 설명하는 도핑 또는 코팅 단계입니다.

수요는 어디에서 오는가

전극 부품에 대한 수요는 금속 가격이 아닌 전해조 용량의 증가를 따르며, 해당 증가에 대해 발표된 예측은 광범위합니다. 시장 조사 기관의 한 예측에 따르면 전해조 시장은 2024년 37억 5천만 달러에서 2030년까지 780억 1천만 달러로 증가하여 연평균 복합 성장률 65.9%를 기록할 것으로 예상됩니다. 다른 주택의 예측은 실질적으로 낮으며 국제 에너지 기구(International Energy Agency)의 해당 부문에 대한 첫 번째 연례 검토에서는 발표된 프로젝트 파이프라인과 최종 투자 결정에 도달하는 용량 사이의 큰 격차를 설명합니다. 성장 방향은 게시된 소스 전반에 걸쳐 합의되었지만 비율은 그렇지 않습니다. 이는 해당 문장의 정직한 형태이며 용량 계획이 헤드라인 비율이 아닌 공급업체가 볼 수 있는 프로젝트 파이프라인을 기반으로 구축되어야 하는 이유입니다.

구매자가 묻는 질문

어떤 니켈 등급으로 메쉬를 주문해야 합니까?

거래 설명이 아닌 UNS 번호의 이름을 지정하십시오. 니켈 200은 UNS N02200이고 니켈 201은 UNS N02201이며, 이들의 차이는 탄소로 최대 0.02% 대비 최대 0.15%입니다. 직조 또는 용접 후 어닐링되어 어셈블리로 만들어지는 메시는 저탄소 등급으로 주문해야 합니다. 왜냐하면 게시된 지침에서는 니켈 200을 600°F(315°C) 미만에서 사용하도록 제한하고 800°F~1,200°F 사이에 장기간 노출되면 흑연이 침전되어 특성이 심각하게 손상될 수 있다고 보고하기 때문입니다. 전해조 자체는 절대 해당 온도에 도달하지 않으므로 셀이 아닌 제조 경로에 따라 선택이 이루어집니다.

사양 최소값이 99.0%일 때 순도 수치 99.6%는 무엇을 의미합니까?

두 가지 다른 진술입니다. 이 계열의 단조 등급은 생산자 게시판에 상업적으로 순도가 99.6%로 설명되어 있으며, 판매 사양에서는 니켈과 코발트의 함량이 최소 99.0%로 설정되어 있으며 나머지는 통제된 잔류물이 포함되어 있습니다. 99.6% 수치는 명목상의 상업적 순도이고, 99.0% 수치는 인증서가 확인되는 기준입니다. 구매 주문서에는 UNS 번호가 있어야 하며, 순도 설명은 그 자리가 아닌 상업용 라벨로 함께 표시될 수 있습니다.

전해조 전극에는 어떤 메쉬 수를 지정해야 합니까?

셀 디자인에서 세 가지 역할 중 어느 역할이 바인딩되는지에 따라 개수가 결정됩니다. 전극 표면적이 제한 요소인 경우 더 얇은 와이어를 사용한 미세한 개수는 투영 면적 단위당 더 많은 와이어를 제공하고, 가스 방출 및 전해질 접근이 제한 요소인 경우 더 무거운 와이어를 사용한 더 굵은 개수는 더 열린 천과 더 단단한 패널을 제공합니다. 발표된 저항 분석에서 두 전극의 기포 범위는 전송 저항 중 하나이며 직조의 개방 영역은 이에 작용하는 메쉬 특성입니다. 0.15~0.30mm의 와이어가 포함된 20~60메시 사이의 개수가 작업 조합을 포괄하며, 위의 형상 표는 게시된 범위의 상단에 있는 개수가 넓은 개방 영역과 짝을 이룰 수 없는 이유를 보여줍니다.

게시된 와이어 직경과 메쉬 수 범위를 자유롭게 결합할 수 있습니까?

아니요. 피치는 메쉬 개수(25.4를 밀리미터 단위의 개수로 나눈 값)로 고정되며, 와이어는 구멍이 남아 있는 상태로 그 안에 맞아야 합니다. 200 메시에서 피치는 0.127mm이므로 0.10mm의 가장 미세한 와이어라도 0.027mm의 구멍과 4.5%의 개방 면적을 남깁니다. 이는 동일한 사양 표의 30% 바닥보다 훨씬 낮습니다. 게시된 범위는 공급업체가 작업할 수 있는 범위를 설명하며 특정 조합은 형상에 대해 확인되어야 합니다. 다른 기능을 위해 매우 미세한 개수가 필요한 경우 개방 면적 요구 사항을 완화해야 하며 넓은 개방 면적이 필요한 경우 개수를 줄여야 합니다.

알칼리성 서비스를 위해 메시에 활성화 코팅이 필요합니까?

베어 니켈이 작동하며 이는 나머지 필드를 측정하는 기준선입니다. 그럼에도 불구하고 공개된 전극 설계 관행은 항상 더 안정적이고 활성인 층의 도핑이나 코팅을 포함하는 것으로 설명됩니다. 왜냐하면 전극은 촉매 역할을 하고 과전압이 전지 효율을 설정하기 때문입니다. 측정된 확산은 다음을 뒷받침합니다. 80°C의 28% 수산화칼륨에서 활성화된 니켈-철-아연 복합재는 연강의 경우 약 400mV에 비해 산소 과전위가 약 100mV에 가까운 것으로 보고됩니다. 산소 발생은 또한 수소 발생보다 감소시키기가 더 어려운 것으로 보고되었습니다. 따라서 결정은 셀 설계 결정이며 메시 견적에는 활성화가 포함되는지 여부가 명시되어야 합니다.

니켈 메쉬가 양성자 교환막 전지에 적합합니까?

아니요, 그 이유는 전해질 때문입니다. 양성자 교환막 전지는 산성 고분자막과 함께 작동하며, 알칼리 전기분해에서 수산화칼륨을 사용하는 공개된 이유는 산성 전해질로 인한 부식 손실을 방지하기 때문입니다. 니켈을 알칼리성 전극으로 만드는 물질적 특성은 반대 환경인 가성 알칼리에 대한 저항성입니다. 니켈메시는 알칼리수 전기분해와 음이온교환막 전기분해인 알칼리족에 속하며, 산성막 셀에 대한 문의는 재료 선택이 다릅니다.

요약

순수 니켈 전극 메쉬는 메쉬 수와 와이어 직경이라는 두 개의 숫자로 지정되며 기하학적 구조에 대한 다른 모든 것은 이 숫자에서 따릅니다. 99.6%의 상업적 순도 설명은 라벨이고 사양 최소값은 니켈과 코발트의 경우 99.0%이며 탄소 0.15% 대 0.02%가 어닐링 단계에서 두 등급 중 어느 등급이 살아남는지 결정하기 때문에 그 재료는 UNS 번호로 지정됩니다. 유용한 범위의 상단에 있는 상수는 다음과 같습니다.