As placas porosas de níquel são amplamente adotadas como substratos de eletrodos e camadas de transporte porosas na eletrólise alcalina da água (AWE), uma tecnologia comercialmente madura para a produção de hidrogênio verde. Fabricadas por compressão e sinterização de pó de níquel de alta pureza, essas placas formam uma rede tridimensional rígida com poros interconectados e uniformemente distribuídos. Essa arquitetura proporciona uma alta área superficial específica que aumenta significativamente os sítios ativos eletroquímicos tanto para a reação de evolução de hidrogênio (HER) no cátodo quanto para a reação de evolução de oxigênio (OER) no ânodo. A estrutura metálica de níquel garante excelente condutividade eletrônica e baixa resistência ôhmica, enquanto a estabilidade inerente do material em eletrólitos alcalinos concentrados (tipicamente 25–30% KOH a 60–90°C) oferece robusta resistência à corrosão para operação industrial de longo prazo.

Além de servir como suporte para catalisadores de alta área superficial, a estrutura porosa das placas de níquel desempenha um papel crítico no transporte de massa bifásico dentro do eletrolisador. A rede porosa aberta e de baixa tortuosidade facilita a penetração rápida do eletrólito e permite a liberação eficiente das bolhas de gás geradas durante a eletrólise, reduzindo assim as perdas ôhmicas induzidas por bolhas e a polarização por concentração. Em altas densidades de corrente, essa melhora na evacuação de gás ajuda a manter baixa pressão capilar e ponto de bolha, contribuindo para menores perdas de energia e maior eficiência geral.

Especificações

Material: pó de níquel puro

Dimensões: 50*50*0,3 mm

Porosidade: 30-40%

Tamanho dos poros: 10-20 mícrons

Técnica: sinterização

Vantagens das placas porosas de níquel para a eletrólise alcalina da água (AWE)

03mm Porous Nickel Plates for AWE Alkaline Water Electrolysis 2

Excelente resistência à corrosão alcalina
O níquel puro permanece estável em eletrólito KOH quente e concentrado (20%–40%) sem corrosão, dissolução ou falha por passivação, adaptando-se ao ambiente operacional de longo prazo dos eletrolisadores alcalinos, sendo muito superior ao aço inoxidável.

Alta condutividade elétrica para reduzir o consumo de energia
O níquel possui excelente condutividade intrínseca. Como substrato poroso de eletrodo e camada de transporte porosa, ele reduz efetivamente a resistência ôhmica dentro da célula eletrolítica, diminui a tensão da célula e as perdas de potência, melhorando a eficiência geral de produção de hidrogênio em operação com alta densidade de corrente.

03mm Porous Nickel Plates for AWE Alkaline Water Electrolysis 3

Transferência de massa gás-líquido otimizada através da arquitetura porosa tridimensional interconectada
A estrutura microporosa interconectada fornece uma grande área superficial específica para reações eletroquímicas, oferecendo sítios ativos suficientes para HER e OER. Ao mesmo tempo, os canais porosos distribuem uniformemente o eletrólito e descarregam rapidamente as bolhas de hidrogênio e oxigênio, evitando que a cobertura de bolhas na superfície de reação dificulte a eletrólise.

Boa resistência mecânica e capacidade de suporte
As placas porosas sinterizadas de níquel possuem rigidez estrutural integral, podendo atuar como esqueleto de suporte para separadores iônicos em eletrolisadores, prevenindo deformação dos eletrodos e deslocamento do separador sob impacto de fluidos, melhorando a estabilidade da pilha eletrolítica.

Seguras e estáveis para projetos de hidrogênio verde de grande capacidade
Durante a eletrólise, não ocorre lixiviação de íons metálicos nocivos no eletrólito alcalino, evitando a contaminação do líquido circulante. Atendem às demandas de operação contínua de equipamentos alcalinos de produção de hidrogênio em escala gigawatt, com desempenho confiável.

Aplicações das placas porosas de níquel

Eletrólise alcalina da água (AWE) para produção de hidrogênio verde
Este é o campo de aplicação mais difundido. As placas porosas sinterizadas de níquel funcionam como componentes centrais multifuncionais dentro das pilhas de eletrolisadores AWE:

Camada de transporte porosa (PTL) para ânodo e cátodo, garantindo penetração suave do eletrólito e descarga rápida das bolhas de hidrogênio e oxigênio.

Substrato condutivo para suportar catalisadores alcalinos como Raney nickel, Ni-Fe e outros, ampliando a área eletroquimicamente ativa.

Estrutura de suporte para separadores iônicos, evitando deformação do diafragma e mistura de gases.

Homogeneizador de fluxo para equilibrar a distribuição do eletrólito KOH em cada célula eletrolítica.
Também são adotadas na eletrólise alcalina com membrana AEM como camadas de difusão de gás de baixo custo. Além do interior das pilhas, as placas porosas de níquel filtram névoa alcalina e partículas sólidas do hidrogênio bruto na saída do eletrolisador.

Filtração de alta precisão para líquidos alcalinos fortes industriais e gás de processo corrosivo
O níquel puro resiste à corrosão por soluções cáusticas quentes e concentradas, tornando as placas porosas de níquel um meio filtrante ideal para processos à base de álcalis:

Filtração em recirculação para banhos de niquelagem, soluções de hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, capturando efetivamente sedimentos metálicos e contaminantes particulados flutuantes para manter a pureza consistente do fluido.

Purificação de intermediários químicos de alta pureza, soluções-mãe alcalinas farmacêuticas e fluidos alcalinos de grau alimentício.

Filtração de gás de processo corrosivo em alta temperatura, incluindo silano, sulfeto de hidrogênio e amônia; a estrutura porosa também atua como supressor de chamas para tubulações de hidrogênio inflamável.

Fabricação de baterias para novas energias

Substrato para eletrodos de baterias de níquel-hidreto metálico (Ni-MH) e níquel-cádmio, fornecendo grande área superficial para fixar materiais ativos e melhorar o desempenho de carga-descarga.

Separação sólido-líquido de lama alcalina precursora de baterias de lítio, prevenindo contaminação por metais estranhos durante a produção.

Componentes auxiliares para reações químicas

Suporte para recuperar catalisadores em pó de metais nobres caros em reações de hidrogenação e síntese orgânica, reutilizáveis após limpeza.

Placas de distribuição de fluido para reatores de leito fluidizado, proporcionando mistura gás-sólido uniforme.

Placas de amortecimento de pressão e redução de ruído para tubulações de gás altamente corrosivo.

Cenários industriais especiais e de alta temperatura

Componentes filtrantes resistentes ao calor para gases de exaustão industriais que transportam substâncias alcalinas corrosivas, oferecendo interceptação confiável de poeira e impurezas a longo prazo em ambientes de alta temperatura.

Placas porosas respiráveis para equipamentos de metalurgia do pó e secagem de pós.

Peças especiais de separação de fluidos em sistemas hidráulicos e de combustível aeroespaciais com meios de trabalho alcalinos.

Tratamento de águas residuais e recuperação ambiental
Separação sólido-líquido de águas residuais de galvanização com alto teor alcalino e resíduos químicos; reutilizáveis após lavagem reversa e limpeza ultrassônica para reduzir o custo operacional de longo prazo.