富马泰克 BWT 有限公司自 1993 年以来一直从事膜研究,公司追求两个重要的电化学应用领域:水处理和能源相关应用。该公司的使命是通过可持续的水和电力供应为提高生活质量水平做出贡献,这与氢技术、液流电池和关键原材料的回收直接相关。
FUMATECH BWT GmbH 在膜生产的各个方面拥有全面的知识。高素质和充满活力的团队完全涵盖了起始聚合物组件、加工技术、生产技术以及表征和测试能力的整个链条,直至模块和安装水平。
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Fumatech的产品
PEM燃料电池膜、PEM水电解膜、氧化还原液流电池膜、水处理工艺膜、碱性水电解膜、气对气加湿膜、用于电化学过程的离子聚合物和分散、加湿器模块ecomate、Fumados阻垢剂添加剂。
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PEM燃料电池膜

燃料电池的核心组成部分是膜。这些膜在应用条件下设计为高功率、高寿命和高可靠性。根据应用的不同,膜主要以厚度来区分。特殊类型的燃料电池由电化学转化提供动力。 最薄的膜为 10-15 μm,专为功率等级从 50kW 到 300kW 的燃料电池汽车而定制,例如乘用车、轻型卡车或公共汽车;该类还包括用于火车的可扩展模块。
用于重型卡车和船舶领域预计推进的膜厚度接近 20-30 μm,其最终寿命达到 500 kW 至多 MW 系统的功率等级目标。
用于运输应用的 FC 膜的典型特性

用于H2-O 2和DMFC的FC膜的特性及相关应用

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PEM水电解膜

PEM水电解应用已发展成为满足MW级高效绿色制氢需求的技术。该技术的核心部分是用作离子导体并同时用作电极分离器的膜。用于水电解的 fumasep 质子交换膜是根据高效率的要求量身定制的。这些膜通常带有增强功能,使膜能够并采用到大单元格式中,并减少膜的膨胀。
FS 膜由短侧链 PFSA 聚合物制成。这些膜在电流密度为 2 A/cm2 时可实现高达 85% 的 HHV(高热值)效率。该膜具有特别低的膨胀率和优异的强度特性。
F 膜由长侧链 PFSA 聚合物制成。这些膜有增强膜或非增强膜两种形式。非增强膜在性能方面可与 FS 离聚物相媲美。膜 F-10150-PTFE 用于布置压力作极限上限的单元。
用于 PEMWE 的 fumasep 膜的典型特性

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氧化还原液流电池 (RFB) 膜

氧化还原液流电池 (RFB) 系统是用于将绿色电力生产与 100kWh 至 1.000 MWh 范围内的储能系统配对的补充设备。RFB 有助于输入时频繁的负载变化,同时具有易于维护、可扩展性、稳健的作参数和非常有利的资本支出,因为它的使用寿命很长。系统的关键部分是决定过程效率的膜。
RFB 装置的主要部分由钒氧化还原液流电池 (VRFB) 构建。VRFB 基于由水溶性硫酸钒制成的电解质。钒电荷载体由膜隔开,膜也运输释放的钒离子对应物。根据系统的不同,可以使用输送质子并具有高功率密度的阳离子交换膜,也可以使用输送硫酸根离子且易于管理和高效率的阴离子交换膜。
用于VRFB的fumasep膜的典型特性

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有机氧化还原液流电池 (ORFB)
根据转移离子的类型,有机氧化还原液流电池 (ORFB) 使用转运钠离子或钾离子的阳离子交换膜或转移氯离子或硫酸根离子的阴离子交换膜。
用于 ORFB 的 fumasep 膜的典型特性

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用于水处理工艺的膜

用于水处理应用的膜涵盖带或不带双极膜(EDBM或ED)的电渗析、扩散透析(DD)、表面处理电镀、电去离子(EDI)和其他相关应用领域,如电容式去离子(CDI)、反极性电渗析(EDR),例如水处理工艺膜中的特殊类型是FAP膜,它通过NaCl电解生产高纯度HOCl,用于饮料行业的消毒目的或其他抗病毒/抗菌处理。
EDBM膜通常用于在锂离子工业或造纸工业回收业务涉及的盐分解过程中浓缩水溶性物质。FBM膜作为双极膜,确保水分别分解为H+,OH-离子分解为阴极和阳极。单极膜FAB和FKL转移阴离子和阳离子,使其与释放的H+/OH-物质结合。例如,硫酸锂或废硫酸钠等盐被转化为硫酸和LiOH/NaOH。对于其他有机/无机盐,则转化为相应的酸和氢氧化物。
用于ED应用的膜用于将水淡化为低浓度的盐。这些例子包括各种应用中的海水淡化过程,包括饮料或食品工业。与EDBM不同,盐不会分解成氢氧化物和酸,而是在进料室中分解成阳离子和阴离子,在通过颗粒膜转移后,它们被重新组合并浓缩在渗透室中。
用于电泳涂布和 EDI 应用的膜通常是厚的微异质膜,具有高机械耐久性和易于处理。这些膜用于涂装中的重型应用,以及连续生产 18MOhm 或更高水平的高端纯度淡化水。这些膜适用于平板和螺旋缠绕模块。
用于 CDI 和 EDR 应用的膜通常是薄膜,能够以高能效从水溶液中去除离子,直至低 ppm 水平的残留物质。由于高选择性,这些膜非常适合满足零液体排放政策需求的技术。
用于 DD 应用的膜通常用于酸或碱的回收以及增加所述化学品的浓度。酸回收膜的选择可以根据饲料的氧化性质来满足。膜可以内置到螺旋或平板模块中。
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用于碱性水电解(AWE)的膜
AWE的核心部分是 fumasep 阴离子交换膜 FAAM,它有助于增加压差。该膜还支持增强绝对运行压力,帮助用户优化 MW 规模的氢气生产。FAAM膜还具有降低电位的特点,与多孔隔膜相比,在增加的电流密度下产生更高的HHV(高热值)效率。
FAAM膜由含有杂原子的多芳烃制成。这些膜在电流密度为 0.8 A/cm2 时促进了高达 85% 的 HHV 效率。该膜的特点是溶胀率特别低,强度性能优异。
用于AWE的fumasep膜的典型特性

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气对气加湿膜
燃料电池堆效率、功率密度和长期耐久性的关键因素是热和水管理。燃料电池的水管理通常通过调节阴极入口处的湿度来控制。基于膜的加湿系统使用采出水和阴极出口上的耗尽空气来加湿入口处的气体。通过这种方式,加湿器在燃料电池的回路内交换水。
Fumatech 提供用于气对气加湿的平板膜。fumasep® 平板膜适用于功率范围为 50 kW 及以上的大型系统。平板膜提供了集成、高效和节省空间的加湿器系统的可能性,允许在设计、作模式和膜面积利用方面实现高度自由度。
资料来源:Fumatech(富马泰克) www.fumatech.com
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