德國FUMATECH BWT陰離子交換膜 返回列表頁

FUMATECH BWT GmbH 的名稱代表“功能性膜和系統(tǒng)技術(shù)"。在比蒂格海姆-比辛根（巴登-符騰堡）工廠，作為膜制造商和工廠建設(shè)者，致力于燃料電池技術(shù)和用于水處理和工藝解決方案處理的膜技術(shù)！

FUMATECH BWT GmbH “功能膜和系統(tǒng)工程"將水作為所有生命形式的基礎(chǔ)，將能源作為提高生活質(zhì)量的基礎(chǔ)，將能源和供水的重要任務(wù)捆綁在一起。在比蒂格海姆-比辛根工廠，F(xiàn)UMATECH BWT活躍于燃料電池技術(shù)和膜分離技術(shù)領(lǐng)域，特別是在水溶液處理方面。

該公司在膜生產(chǎn)和膜分離技術(shù)方面擁有超過 25 年的經(jīng)驗。對于 FUMATECH BWT GmbH 充滿活力的團隊來說，特別受益的是其高素質(zhì)員工在聚合物化學(xué)、膜生產(chǎn)和工業(yè)廠房建設(shè)等所有領(lǐng)域的多年經(jīng)驗。

膜電解是一個過程，其中兩個電極反應(yīng)，即陰極還原和陽極氧化，與帶電離子的傳輸和轉(zhuǎn)化有關(guān)。在膜電解中，電極反應(yīng)是實際材料分離過程中的步驟。膜的任務(wù)是液壓分離陽極回路（陽極電解液）和陰極回路（陰極電解液）以避免不希望的副反應(yīng)，將電極反應(yīng)與分離步驟結(jié)合或分別隔離在電極處形成的產(chǎn)物。在水電解的情況下，這些可以是氣態(tài)產(chǎn)物，例如氧氣和氫氣，

經(jīng)常觀察到的電化學(xué)反應(yīng)包括金屬沉積以及在陰極形成氫氣和有機化合物的陽極氧化以及諸如氯化物、亞硝酸鹽等離子。

氧化和還原反應(yīng)都具有工業(yè)意義。氯化鈉電解生產(chǎn)氯氣和燒堿是重要的電膜工藝，如今年產(chǎn)氯氣約4800萬噸，其中30%以上通過膜電解工藝轉(zhuǎn)化。此外，膜電解用于生產(chǎn)次氯酸鈉，用于飲用水消毒。最近，用于生產(chǎn)臭氧、二氧化氯或次氯酸的電解也越來越多地用于飲用水消毒。

FUMATECH BWT GmbH 為從實驗室規(guī)模到工業(yè)應(yīng)用的膜電解提供必要的膜和合格的多室膜組件（電解槽）。

FUMATECH BWT主要應(yīng)用領(lǐng)域：

電池技術(shù)

燃料電池

膜分離技術(shù)

水處理

水電解

FUMATECH BWT主要產(chǎn)品：

水電解：

PEM電解

作為電轉(zhuǎn)氣概念的一部分，使用 PEM 電解制氫是未來能源生產(chǎn)最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。該過程代表了燃料電池功能的逆轉(zhuǎn) 基本成分 H 2和 O 2通過電化學(xué)通過施加電壓引發(fā)的反應(yīng)。作為高功能隔膜，質(zhì)子傳導(dǎo)膜是關(guān)鍵的核心部件，聚合物基體中的功能性化學(xué)側(cè)基導(dǎo)致 H +-離子從陽極通過膜轉(zhuǎn)移到陰極。在那里，這些質(zhì)子與電子重新結(jié)合，電子也通過電導(dǎo)體傳導(dǎo)到陰極，形成高純度氫。同時，產(chǎn)生的氧氣在陽極側(cè)分離，也可以以非常純凈的形式儲存或直接使用。

陽極反應(yīng)          H 2 O → 2 H + + 0.5 O 2 + 2 e -

陰極反應(yīng)       2 H + + 2 e - → H 2

在總體平衡中，當水分解時，每個水分子形成一分子H 2和0.5分子O 2 。

PEM 水電解可實現(xiàn)高電流密度，這主要基于所用膜的高質(zhì)子傳導(dǎo)性。FUMATECH BWT GmbH 在該應(yīng)用領(lǐng)域提供各種織物增強膜。它們的特點是優(yōu)異的質(zhì)子傳導(dǎo)性和反應(yīng)物的低交叉。除此之外，還具有很高的耐化學(xué)性和機械性。特別是由于織物增強，膜可以在增加的操作壓力下使用。膜的高穩(wěn)定性支持整個電解系統(tǒng)的使用壽命。

堿性電解

堿性電解已經(jīng)是一個成熟的工業(yè)過程。使用該工藝產(chǎn)生的氫氣具有純度高的特點，因此主要用于化學(xué)工藝技術(shù)。但特別是對于未來的能源行業(yè)來說，這種制氫工藝代表了一種有吸引力的附加工具。使用功能膜高效轉(zhuǎn)移 OH-- 在此應(yīng)用中，離子的需求近年來穩(wěn)步增長。對所用膜材料的化學(xué)穩(wěn)定性要求非常高。使用高達 40% 的 KOH 溶液。工業(yè)系統(tǒng)的工作溫度有時會超過 80 °C，并且計劃在未來將工作壓力提高到 30 bar 左右。

在堿性電解池中，水在陰極分解為 H 2和 OH - 。

電池中的電化學(xué)過程如下：

陰極反應(yīng)       2 H 2 O + 2 e - → H 2 + 2 OH -

陽極反應(yīng)          2 OH - → 0.5 O 2 + H 2 O + 2 e -

在總體平衡中，從每個水分子中獲得一個氫分子和一個氧粒子。

FUMATECH BWT GmbH 提供用于堿性電解的高導(dǎo)電性和低 H 2交叉的自支撐和織物增強膜。降低的氫滲透性尤其代表了提高整個電解系統(tǒng)效率的重要好處。

fumasep® - 用于水處理的離子交換膜：

FUMATECH BWT GmbH - 功能膜和植物技術(shù)公司 - 是用于各種電化學(xué)過程的離子交換膜的制造商之一。我們的現(xiàn)代化涂層設(shè)備生產(chǎn)多孔、無孔和功能性膜，具有出色的耐酸、堿、溶劑和氧化性。憑借我們在潔凈室中的新膜包衣工廠、我們進一步改進的聚合物生產(chǎn)和滿足所有未來要求的空氣凈化系統(tǒng)，我們在水處理技術(shù)的新市場又邁出了重要一步，使用燃料電池的創(chuàng)新能量轉(zhuǎn)換和使用電池的能量存儲。fumasep 膜是使用 FUMATECH 專有的溶液繪圖技術(shù)制造的。它們以標準板材尺寸提供，例如 200 x 300 毫米、520 x 520 毫米、520 x 1050 毫米和根據(jù)要求提供的其他尺寸。最大寬度為 1650 mm，可生產(chǎn)厚度為 10 µm 至 500 µm 的卷材。

德國FUMATECH BWT陰離子交換膜

類型 fumasep FAS 和 fumasep FKS 是用于電滲析和反向電滲析的均相標準陰離子和陽離子交換膜。這些是有和沒有增強的廉價膜類型。根據(jù)應(yīng)用，這些膜類型在厚度、電導(dǎo)率、選擇性滲透率和薄層電阻方面進行了優(yōu)化。推薦的應(yīng)用包括脫鹽過程、鹽、酸和堿的濃縮，以及從飲用水中去除氮化合物。

用于雙極膜電滲析的膜
我們的產(chǎn)品 fumasep FAB、FKB 和 FBM 專為雙極膜電滲析而設(shè)計和優(yōu)化。EDBM 是用于鹽分離的常規(guī)電滲析與用于將鹽轉(zhuǎn)化為相應(yīng)酸和堿的電化學(xué)水分解的組合。fumasep FAB是一種陰離子交換膜，具有阻斷質(zhì)子以獲得高濃度酸的特性。fumasep FKB 是一種陽離子交換膜，針對高陽離子傳輸和高抑制 OH 離子進行了優(yōu)化。fumasep FBM 是一種雙極膜，可誘導(dǎo)水分解成質(zhì)子和氫氧根離子。雙極膜 fumasep FBM 結(jié)合了高選擇性和效率以及寬 pH 范圍內(nèi)的高化學(xué)穩(wěn)定性，非常好的機械穩(wěn)定性和低電阻。它非常適合從相應(yīng)的鹽類生產(chǎn)酸和堿，以及生物燃料電池等創(chuàng)新概念。獲得多層膜由選擇性陰離子和陽離子交換層組成。水在特殊的中間層中解離成質(zhì)子和氫氧根離子。水通過滲透作用轉(zhuǎn)移到這一層。水在特殊的中間層中解離成質(zhì)子和氫氧根離子。水通過滲透作用轉(zhuǎn)移到這一層。水在特殊的中間層中解離成質(zhì)子和氫氧根離子。水通過滲透作用轉(zhuǎn)移到這一層。

特殊膜類型
fumasep FAD陰離子交換膜是質(zhì)子和陰離子傳輸性能優(yōu)異，金屬離子保留效率高的膜類型。這些特性對于在擴散滲析系統(tǒng)中用于從使用過的工藝浴溶液中回收游離酸（例如來自表面整理或紡織加工）中的操作是必需的。根據(jù)工藝的不同，通過這種方式可以回收多達 95% 的游離酸和多達 80% 的堿并返回到生產(chǎn)過程中，這意味著精加工浴或廢水處理所需的化學(xué)品也可以回收。 saved.fumasep FAP 是一種耐氯陰離子交換膜，它還可以傳輸質(zhì)子。該膜適用于各種應(yīng)用。

用于電解的氟化膜 fumasep F 型是基于全氟磺酸/PTFE 共聚物的陽離子交換膜，具有出色的化學(xué)穩(wěn)定性和出色的離子電導(dǎo)率，可用于電解。生產(chǎn)的膜具有和不具有增強的機械和化學(xué)穩(wěn)定性。另一個應(yīng)用是生產(chǎn)用于水消毒的次氯酸鈉和次氯酸。

德國FUMATECH BWT陰離子交換膜用于燃料電池的 fumapem® 高性能膜：

全氟磺酸/聚四氟乙烯共聚物是用于燃料電池應(yīng)用的質(zhì)子交換膜的標準聚合物材料。膜具有高耐化學(xué)性和機械性的特點，這也可以通過使用增強織物來提高，以確保產(chǎn)品的處理和使用壽命。

用于 LT-PEM
的膜材料 燃料電池中兩種應(yīng)用的膜均基于 PFSA 聚合物，可作為長側(cè)鏈 (LSC) 或短側(cè)鏈 (SSC) 使用。對于固定應(yīng)用，自 1990 年代以來一直使用 LSC PFSA。FUMATECH 在這種聚合物上制造的膜是 fumapem F-940-RFS。這通過各種電化學(xué)方法綜合表征，并在化學(xué)和機械穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出非常好的抵抗力。

對于在功率密度和相對濕度方面需要更高容差的應(yīng)用，SSC PFSA 是合適的原材料。fumapem FS-930-RFS 膜具有低電阻和特別好的能力，可以在不犧牲性能的情況下應(yīng)對運行期間的短期濕度波動。

F-940-RFS 和 FS-930-RFS 這兩種膜均已在各種應(yīng)力條件下進行了測試，在預(yù)期壽命方面取得了出色的結(jié)果。短側(cè)鏈膜 fumapem FS-715-RFS 通常用于汽車應(yīng)用。

15 µm 厚的增強膜的特點是電阻特別低，即使在高電流密度下也能在干燥條件下自加濕。陰極產(chǎn)生的水有助于增加膜的導(dǎo)電性。考慮到較小的厚度，即使在不同的條件下，膜也顯示出非常好的機械性能和低的氫轉(zhuǎn)移。

由于需要高可靠性，一些船舶和航空航天應(yīng)用使用厚度為 80 至 120 µm 的 fumapem PFSA 膜。該系統(tǒng)使用純氫氣和氧氣運行，燃料電池在陰極側(cè)的高壓下運行。LSC 和 SSC 材料，無論是作為普通箔還是增強膜，都滿足性能、耐用性、壓力操作和極低氫轉(zhuǎn)移的目標值。所有 fumapem 燃料電池膜都可以通過已知的 MEA 生產(chǎn)工藝輕松加工，例如用 GDE 熱壓、貼花工藝或用催化劑直接涂覆膜。fumapem PEMFC 膜的選定特性總結(jié)在下表中。

由于其性能，碳氫化合物膜被用于特殊燃料電池，例如在 150°C 以上沒有加濕的高溫 PEM，或用于所用燃料低交叉的 DMFC 應(yīng)用。

高溫質(zhì)子交換膜（HTPEM）是150°C以上燃料電池的核心。與經(jīng)典的 PEM 燃料電池一樣，氫氣在陽極通過電化學(xué)方式分解為質(zhì)子和電子。質(zhì)子通過膜傳輸?shù)疥帢O，而電子通過外部導(dǎo)體產(chǎn)生電流。在陰極，質(zhì)子與電子結(jié)合并進一步與氧氣反應(yīng)形成水和熱。產(chǎn)生氫氣有兩種不同的方法。一方面，氫氣是通過蒸汽重整從天然氣中產(chǎn)生的。另一方面，氫和氧可以通過水的電解產(chǎn)生。HTPEM 技術(shù)與天然氣結(jié)合使用特別有趣，因為它不需要額外昂貴的外圍設(shè)備，例如氧化催化劑來去除重整產(chǎn)品中的一氧化碳，因為陽極可以吸收高濃度的物質(zhì)，如 CO 和 CO2，而無需使用性能的重大損失。此外，與低溫 PEM 系統(tǒng)相比，無需額外加濕，簡化了熱管理。HTPEM 技術(shù)的效率約為 90%，以電能和熱能的總輸出計算。此外，與低溫 PEM 系統(tǒng)相比，無需額外加濕，簡化了熱管理。HTPEM 技術(shù)的效率約為 90%，以電能和熱能的總輸出計算。此外，與低溫 PEM 系統(tǒng)相比，無需額外加濕，簡化了熱管理。HTPEM 技術(shù)的效率約為 90%，以電能和熱能的總輸出計算。

直接甲醇燃料電池 (DMFC) 對便攜式應(yīng)用特別感興趣，因為它們可以非常方便地用作任何沒有電力或天然氣的地方的能源。使用的燃料是甲醇，它在發(fā)電的同時在陽極轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和二氧化碳。在陰極，質(zhì)子和電子結(jié)合并與氧氣氧化形成水，同時釋放熱量。

用于 HTPEM 的膜材料
有兩種聚合材料可用于此類技術(shù)。兩者均基于聚苯并咪唑 (PBI)。經(jīng)典的 PBI 膜是 fumapem AP，新型超高分子量 PBI 膜是 fumapem AM。fumapem AM 適用于陰極和濕度平衡操作

雖然 fumapem AP 在陽極側(cè)的濕陽極操作和 170°C 以上的溫度耐受性方面具有優(yōu)勢。兩種膜都具有非常好的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。取決于操作條件，兩種膜類型均可在 3,000 - 20,000 小時的操作時間內(nèi)實現(xiàn)非常高的性能。

用于 DMFC 的膜材料 用于
DMFC 應(yīng)用的膜最重要的特性之一是陽極側(cè)的高燃料保留率，因為可能的交叉不僅會降低效率，還會增加操作失敗的風險。出于這個原因，不易過度膨脹或收縮的堅固膜是任何 DMFC 系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。此應(yīng)用有兩種膜。fumapem E-730 的特點是甲醇交叉非常低且性能良好，fumapem F-1850 的特點是甲醇交叉適中但性能非常好。

fumasep®電池用膜：

fumasep 膜是氧化還原液流電池的新核心。FUMATECH BWT GmbH 為各種電池系統(tǒng)生產(chǎn)多孔隔膜和封閉功能性陰離子交換和陽離子交換膜。

為 VRB 提供各種膜類型，具體取決于充電/放電期間是否需要高效率或高電流密度，或這些操作模式之間的折衷。

多孔隔膜的特點是成本低、表面電阻低，具有足夠的選擇性和可能的電解質(zhì)轉(zhuǎn)移。

我們的封閉式離子交換膜的優(yōu)勢在于它們實現(xiàn)了高庫侖產(chǎn)率和盡可能低的電解質(zhì)轉(zhuǎn)移。

陽離子交換膜主要是電解質(zhì)的液密質(zhì)子傳導(dǎo)屏障。由于所有 RFB 系統(tǒng)均基于不同氧化態(tài)的陽離子，因此對其他陽離子具有高排斥性的選擇性質(zhì)子傳導(dǎo)陰離子交換膜可能是實現(xiàn)最大效率的更好選擇。

德國FUMATECH BWT離子交換膜主要型號：

fumasep FAS、fumasep FKS、fumasep FAB、FKB 和 FBM、fumasep FAD、fumasep F、fumapem F-940-RFS、fumapem FS-930-RFS、fumapem FS-715-RFS、fumapem PFSA、fumapem PEMFC、fumapem AP、 fumapem AM、fumapem E-730、fumapem F-1850等。