أحدث دليل مستخدم للخلايا التحليلية الكهربائية

يتمثل الإنجاز الجوهري لتكنولوجيا الخلايا التحليلية الكهربائية في عام ٢٠٢٥ في تحسين قدرتها العالية ومقاومتها للحرارة. تتميز خلايا التحليل الكهربائي الهجينة المصنوعة من البوليمر الموصل للألمنيوم، والمُطلقة حديثًا من "سلسلة GYG"، من شركة Nichicon، بجهد مُصنّف يتراوح بين ٢٥ و٣٥ فولت، وسعات تتراوح بين ٨٢ و٦٨٠ ميكروفاراد، وأداء تيار تموج أعلى بمقدار ١.٨ مرة من أداء سابقاتها، وقد اجتازت اختبار تحمل درجات الحرارة العالية ١٢٥ درجة مئوية/٤٠٠٠ ساعة. اجتازت خلية التحليل الكهربائي المصنوعة من الألومنيوم اختبار تحمل درجات الحرارة العالية ١٢٥ درجة مئوية/٤٠٠٠ ساعة، وهو مناسب لحالات الحمل العابر والعالي لإمدادات الطاقة للسيارات. في سوق أمريكا الشمالية، من المتوقع أن يرتفع حجم صناعة الخلايا الكهروليتية المصنوعة من الألومنيوم من 1.5 مليار دولار أمريكي في عام 2024 إلى 2.1 مليار دولار أمريكي في عام 2032. ويعزى نمو الطلب بشكل رئيسي إلى ترقية نظام 48 فولت للسيارات الكهربائية - على سبيل المثال، يستخدم مصنع رود رانر للوقود الإلكتروني في تكساس وحدة خلايا كهروليتية عالية الجهد، مما يحسن كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية بنسبة 20% فأكثر. عمليًا، من الضروري التركيز على مراقبة استقرار تيار التموج: إذا تجاوزت القيمة المقدرة 10%، فإن الغشاء المؤكسد لرقاقة القطب الكهربائي يُسرّع التدهور، مما يؤدي إلى ارتفاع في مقاومة السلسلة المكافئة (ESR) وتسبب ضوضاء في الدائرة.

إذا كنت قد تخلصت من الخلايا الكهروليتية، يرجى الاتصال بشركة DONGSHENG Precious Metals Recyclers ، حيث نقوم بإعادة تدوير الخلايا الكهروليتية بأسعار مرتفعة.

الخلايا التحليلية في مصانع الطلاء الكهربائي

تواجه الخلايا التحليلية الكهربائية في مصانع الطلاء الكهربائي التآكل الناتج عن محاليل المعادن الثقيلة وصدمات التيار العالي. لنأخذ مصنع سانت لويس التابع لشركة إسرائيل الكيميائية (ICL) كمثال: يستخدم خط إنتاج مادة كاثود فوسفات الحديد الليثيوم خلية تحليلية كهربائية من الألومنيوم مقاومة للتآكل بجهد مُصنّف 80 فولت وسعة 470 ميكروفاراد، تُستخدم لترشيح مصدر الطاقة المستمر. تشمل نقاط الصيانة الرئيسية ما يلي:

1. التحكم في المواد الصلبة المعلقة بالكهرباء - اختبار شهري للشوائب في السائل ≤ 15 جزء في المليون، لتجنب حدوث ماس كهربائي (الشوائب المقاسة التي تتجاوز عمر الخلية الإلكتروليتية القياسية يتم تقصيرها بنسبة 40٪)؛

٢. انتظام ترسيب الكاثود - يجب غسل انحراف السُمك الذي يزيد عن ٠.٥ مم بالحامض، وإلا ستنخفض كفاءة التيار بنسبة ١٢٪. وقد أثبتت منحة وزارة الطاقة الأمريكية البالغة ١٩٧ مليون دولار لمصنع ICL موثوقية الخلايا الكهروليتية الصناعية في الإنتاج واسع النطاق.

أنواع الخلايا التحليلية الكهربائية

يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات وفقًا لمسار التكنولوجيا:

هجين بوليمر موصل (على سبيل المثال سلسلة Nichicon GYG/GWC): يجمع بين البوليمر الموصل (ESR المنخفض) والإلكتروليت (الشفاء الذاتي)، ويدعم التشغيل في درجات حرارة عالية عند 135 درجة مئوية، مع تيار تموج يصل إلى 1.8 مرة من المنتجات التقليدية، المستخدم في مصدر الطاقة الموجود على متن Tesla بقدرة 48 فولت؛

نوع البوليمر الصلب (على سبيل المثال سلسلة PCA): استخدام البوليمر الموصل فقط، ESR منخفض يصل إلى 5mΩ، مناسب لدوائر الجهد العالي 48 فولت، مما يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 15% مقارنة بأنظمة 12 فولت التقليدية؛

خلايا التحليل الكهربائي المصنوعة من الألومنيوم (سلسلة UCN): زادت سعتها إلى 820 ميكروفاراد (بمواصفات 35 فولت)، وعمرها الافتراضي عند 125 درجة مئوية يصل إلى 3000 ساعة، مما يلبي احتياجات تصميم التيار الكهربائي للسيارات. تهيمن على سوق خلايا التحليل الكهربائي المصنوعة من الألومنيوم العالمية خلايا الطرف اللولبي (التي تُقدر قيمتها بـ 1.79 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2024) نظرًا للطلب الكبير على استقرارها في المعدات الصناعية.

قيمة إعادة تدوير الخلايا التحليلية

يكمن جوهر إعادة تدوير الخلايا التحليلية في تجديد المعادن الثمينة وتقليل انبعاثات الكربون. تُظهر بيانات برامج إعادة التدوير في أمريكا الشمالية إمكانية استخراج 120 غرامًا من الإيريديوم و80 غرامًا من الروثينيوم من كل طن من أقطاب الخلايا التحليلية المستهلكة، بمعدل استرداد 92%، وبتكلفة أقل بنسبة 34% من تكلفة الحصول عليها من المناجم. تنقسم عملية التجديد التي تُجريها شركة سكيليتون تكنولوجيز الألمانية إلى ثلاث خطوات: الصهر عالي الحرارة لرفع ركيزة البوليمر، والماء الملكي لإذابة المحفز، والتكرير الكهروكيميائي، بحيث تصل نقاء الإيريديوم إلى 99.95%، بما يتماشى مع معايير طلاء الأقطاب الكهربائية الجديد . تُقدّر وزارة الطاقة الأمريكية أن وحدة إعادة تدوير الخلايا التحليلية يُمكن أن تُخفّض تكاليف تشغيل المصنع بنسبة 18% على مدى 10 سنوات. ستقوم شركة Nichicon وشركات أخرى بدمج تصميم إعادة التدوير في معايير إنتاجها، ومن المتوقع زيادة إعادة تدوير الإيريديوم إلى 40% في عام 2028، مما يخفف من قيود الموارد.