T-CAPID 010-2024 堿性水電解制氫編織網(wǎng)電極技術(shù)規(guī)范

ICS71.120.10CCSG93CAPIDTechnicalspecificationforwovenwireclothelectrodesinalkalinewaterelIT/CAPID010—2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4工藝分類 25技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 26質(zhì)量文件 87訂貨信息 88包裝、標(biāo)識(shí)、運(yùn)輸與儲(chǔ)存 8參考文獻(xiàn) T/CAPID010—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)提出。本文件由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)歸口。本文件主要起草單位：保時(shí)來新材料科技（蘇州）有限公司、國家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司、三一氫能有限公司、上海氫器時(shí)代科技有限公司、考克利爾競(jìng)立（蘇州）氫能科技有限公司、中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)、天津市大陸制氫設(shè)備有限公司、中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司、寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司、北京中電豐業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司、中船（邯鄲）派瑞氫能科技有限公司、陽光氫能科技有限公司、中石油深圳新能源研究院有限公司、西安隆基氫能科技有限公司、中國華能集團(tuán)公司、深能北方能源控股有限公司、蘇州希倍優(yōu)氫能源科技有限公司、南通安思卓新能源有限公司、北京電力設(shè)備總廠有限公司、江蘇天合元?dú)淇萍加邢薰?、中國三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司、三峽科技有限責(zé)任公司、中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司華北電力試驗(yàn)研究院、鄂爾多斯市瀚峽新能源有限公司、西安航天動(dòng)力研究所、青島綠色發(fā)展研究院有限公司、明陽智慧能源集團(tuán)股份公司、中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司、深圳市瑞麟科技有限公司、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司、內(nèi)蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責(zé)任公司電力分公司、清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、北京化工大學(xué)、華北電力大學(xué)、南京航空航天大學(xué)。本文件主要起草人：張維濤、王博、李峰、李科、孟祥瑞、張宇、黃騫、劉偉、陳俊、杜濮宇、饒洪宇、吳亮、孫婉露、陳學(xué)謙、于光遠(yuǎn)、許衛(wèi)、榮俊峰、劉飛、王鵬、李猛、王杰鵬、彭超才、陳宏源、陳明、馬軍、焦樂、任志博、張紅慶、徐尚國、倪海寧、陳艷、卞鐵錚、韓雷巖、金緒良、季孟波、陳明軒、王昕、邢正陽、詹振翔、夏文杰、馬震、張信真、殷雨田、唐城、沈明榮、周俊波、劉建國、金慶峰、彭生杰、韓磊、王俊超。本規(guī)范為首次發(fā)布。1T/CAPID010—2024堿性水電解制氫編織網(wǎng)電極技術(shù)規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了堿性水電解制氫編織網(wǎng)電極的制備工藝、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、質(zhì)量文件和包裝、標(biāo)識(shí)、運(yùn)輸與儲(chǔ)存規(guī)范。本標(biāo)準(zhǔn)適用于堿性水電解制氫編織網(wǎng)電極。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第一部分：室溫實(shí)驗(yàn)方法GB/T5235加工鎳及鎳合金牌號(hào)和化學(xué)成分GB/T17492工業(yè)用金屬絲編織網(wǎng)技術(shù)要求和檢驗(yàn)GB/T19356熱噴涂-粉末-成份和供貨技術(shù)條件術(shù)語和定義GB/T19923城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)GB/T23277貴金屬催化劑化學(xué)分析方法HG/T5038鎳涂層催化劑化學(xué)成分分析方法JB/T7860工業(yè)網(wǎng)用金屬絲QB/T3821輕工產(chǎn)品金屬鍍層的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1絲徑wirediameter金屬編織網(wǎng)上金屬絲的直徑。3.2平紋編織plainweave每根經(jīng)絲交叉地在每根緯絲上下穿過、每根緯絲也交叉地在每根經(jīng)絲上下穿過的一種編織方式。3.3斜紋編織twillweave每根經(jīng)絲交叉地在每?jī)筛暯z上下穿過,每根緯絲也交叉地在每?jī)筛?jīng)絲上下穿過的一種編織方式。3.4金屬絲編織網(wǎng)厚度thicknessofmesh使用千分尺、厚度尺等尺寸測(cè)量器具測(cè)量得到的編織完成的鎳絲網(wǎng)厚度。3.5金屬絲編織網(wǎng)目數(shù)meshcount1平方英寸（25.4mm*25.4mm）上所具有的網(wǎng)孔個(gè)數(shù)。3.6平整度flatness將鎳絲網(wǎng)平置于硬質(zhì)平面上，鎳絲網(wǎng)表面最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的高度差。3.7催化層團(tuán)聚catalyticlayeragglomeration2T/CAPID010—2024金屬絲編織網(wǎng)催化層制備后，催化劑團(tuán)聚于局部金屬絲編織網(wǎng)表面，導(dǎo)致表面不均一的現(xiàn)象。3.8燒網(wǎng)現(xiàn)象netburning金屬絲編織網(wǎng)經(jīng)過熱噴涂或其他熱加工后高溫變色的痕跡。3.9批次bath指一個(gè)訂單或一份合同所包含的產(chǎn)品數(shù)量。3.10活化工藝activating選用雷尼鎳催化劑或其他需要進(jìn)行活化的催化劑層時(shí)，需要進(jìn)行活化。活化工藝是指將電極網(wǎng)浸入活化溶液，激發(fā)電極催化活性。4工藝分類4.1金屬絲網(wǎng)編織工藝分類金屬絲編織網(wǎng)，可使用鎳絲網(wǎng)。編織型式宜為平紋編織或斜紋編織，并應(yīng)按GB/T17492-2019第3.7條的規(guī)定執(zhí)行，經(jīng)絲、緯絲宜采用彼此交織方式。平紋編織或斜紋編織型式示意圖見圖1。a）平紋編織圖1編織網(wǎng)編織型式4.2電極催化層制備工藝分類金屬絲編織網(wǎng)可直接作為堿性水電解制氫電極使用，催化層制備工藝類型可按表1確定。表1催化層制備工藝類型4.3活化工藝分類需要活化的電極和免活化電極。5技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法5.1金屬絲編織網(wǎng)5.1.1鎳絲a）金屬絲編織網(wǎng)編織工藝應(yīng)使用符合GB/T5235規(guī)定的牌號(hào)N6的純鎳絲，鎳含量應(yīng)大于99.5wt%，成分要求應(yīng)按表2確定；b）每批次的鎳絲材料應(yīng)進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，可采用X射線熒光光譜分析儀等檢測(cè)；3T/CAPID010—2024表2N6牌號(hào)化學(xué)成分CPS5.1.2絲徑a）金屬絲編織網(wǎng)常用絲徑可用0.19mm和0.25mm鎳絲，金屬絲編織網(wǎng)編織前絲徑最大允許偏差應(yīng)符合JB/T7860-2000中4.2.1規(guī)定的+0.025mm/-0.006mm。編織后絲徑最大允許偏差可不做規(guī)定；b）絲徑測(cè)量應(yīng)按每10kg檢測(cè)一次；c）絲徑可使用千分尺檢測(cè)，亦可使用光學(xué)投影法、掃描法檢測(cè)。檢測(cè)不應(yīng)少于5處，并取算術(shù)平均值作為檢測(cè)值，絲徑算術(shù)平均值算法應(yīng)按公式（1）確定：式中：D——絲徑；Di——分別為第一次至第n次測(cè)量的絲徑；n——測(cè)試次數(shù)，n≥5。5.1.3金屬絲強(qiáng)度a）金屬絲抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于410MPa；b）金屬絲編織網(wǎng)原料的抗拉強(qiáng)度應(yīng)使用拉伸試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)，拉力試驗(yàn)方法應(yīng)按GB/T228.1執(zhí)行，試樣長(zhǎng)度應(yīng)為10mm或200mm，試驗(yàn)應(yīng)在10℃-35℃下進(jìn)行；c）應(yīng)每批次進(jìn)行一次檢測(cè)。5.1.4金屬絲編織網(wǎng)厚度a）46目絲徑0.25mm金屬絲編織網(wǎng)厚度宜為0.52mm-0.60mm；b）40目絲徑0.19mm金屬絲編織網(wǎng)厚度宜為0.35mm-0.40mm；c）測(cè)量取樣位置：圓形網(wǎng)選擇中心點(diǎn)及邊長(zhǎng)或半徑的1/2處5個(gè)位置；方形網(wǎng)取中心點(diǎn)及對(duì)角線1/4處5個(gè)點(diǎn)，取樣示意圖見圖2；d）試樣尺寸：10cm*10cm；e）取樣方法：激光切割，或其它不影響金屬絲網(wǎng)質(zhì)量的剪切方法；f）金屬絲網(wǎng)厚度宜采用千分尺、厚度尺或游標(biāo)卡測(cè)量，每個(gè)試樣應(yīng)測(cè)量5-6個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，取30個(gè)測(cè)試結(jié)果平均值為金屬絲網(wǎng)厚度。圖2圓形網(wǎng)、方形網(wǎng)取樣區(qū)域及每個(gè)小樣厚度測(cè)量位置5.1.5金屬絲編織網(wǎng)目數(shù)4T/CAPID010—2024a）堿性水電解電極金屬絲編織網(wǎng)目數(shù)宜為40目、46目或60目；b）應(yīng)每批次抽檢5%；c）網(wǎng)孔目數(shù)測(cè)定可采用下列方法中任意一種：1）在低倍讀數(shù)放大鏡下分別數(shù)出經(jīng)絲方向和緯絲方向1英寸內(nèi)金屬絲數(shù)目（見圖3按公式（2）計(jì)算，得出1平方英寸內(nèi)網(wǎng)孔數(shù)目：式中：Mes?——目數(shù)；NLo——1英寸長(zhǎng)度經(jīng)絲的數(shù)目；NLa——1英寸長(zhǎng)度緯絲的數(shù)目。2）采用顯微鏡分別數(shù)出經(jīng)絲和緯絲1英寸長(zhǎng)度內(nèi)金屬絲數(shù)目，按公式（2）計(jì)算，得出1平方英寸內(nèi)網(wǎng)孔數(shù)目；3）采用光學(xué)干涉方法分別數(shù)出經(jīng)絲和緯絲1英寸長(zhǎng)度內(nèi)網(wǎng)孔的數(shù)目，按公式（2）計(jì)算，得出1平方英寸內(nèi)網(wǎng)孔數(shù)目；4）采用投影儀，圖像分析儀或光學(xué)掃描儀器測(cè)量經(jīng)絲和緯絲1英寸長(zhǎng)度內(nèi)網(wǎng)孔的數(shù)目，按公式（2）計(jì)算，得出1平方英寸內(nèi)網(wǎng)孔數(shù)目。圖3使用放大鏡測(cè)量金屬絲編織網(wǎng)目數(shù)示意圖5.1.6金屬絲編織網(wǎng)直徑a）金屬絲編織網(wǎng)直徑應(yīng)按買方設(shè)計(jì)要求確定；b）使用鋼板尺和卷尺測(cè)量電極直徑；c）使用鋼板尺任意取兩條經(jīng)圓周的弦線，分別做兩條弦線的中垂線，標(biāo)定圓心，再使用卷尺測(cè)量相互垂直的兩個(gè)方向直徑，測(cè)量直徑示意圖見圖4；d）訂貨方應(yīng)根據(jù)堿性電解槽設(shè)計(jì)要求提出外徑尺寸及可接受的尺寸公差。應(yīng)每批次抽檢5%。圖4測(cè)量鎳絲網(wǎng)直徑示意圖5T/CAPID010—20245.1.7比重a）40目絲徑0.19mm金屬絲編織網(wǎng)比重宜為0.72kg/m2-0.80kg/m2；b）46目絲徑0.25mm金屬絲編織網(wǎng)比重應(yīng)大于1.52kg/m2；c）應(yīng)測(cè)量金屬絲網(wǎng)質(zhì)量和面積，計(jì)算金屬絲網(wǎng)比重；d）金屬絲編織網(wǎng)比重應(yīng)按公式（3）計(jì)算：式中：P——金屬絲編織網(wǎng)網(wǎng)比重，單位：kg/m2；m——金屬絲編織網(wǎng)質(zhì)量，單位：kg；A——金屬絲編織網(wǎng)面積，單位：m2。常見編織網(wǎng)要求:0.25mm絲徑，46目斜紋編織網(wǎng)：大于1.52kg/m2；0.19mm絲徑，40目平紋編織網(wǎng)：大于0.72kg/m2；應(yīng)每批次抽檢5%。5.1.8金屬絲編織網(wǎng)外觀a）金屬絲編織網(wǎng)缺陷可通過目視檢查。金屬絲編織網(wǎng)表面不應(yīng)有油膜等異物，不應(yīng)有斷絲、破洞、裂口、半截緯、稀密道、跳絲、緯絲松線、經(jīng)絲松線、經(jīng)絲疏道等缺陷；b）外觀檢測(cè)應(yīng)全數(shù)檢查。金屬絲編織網(wǎng)缺陷定義應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3金屬絲編織網(wǎng)缺陷定義12編織過程中超負(fù)荷拉力拉伸金屬絲網(wǎng)造成的撕裂，裂3456785.2催化層5.2.1催化層材料化學(xué)成分a）化學(xué)成分應(yīng)按電極設(shè)計(jì)或甲方要求確定；b）雷尼鎳、合金、其他非貴金屬催化劑成分檢測(cè)應(yīng)按GB/T19356或HG/T5038執(zhí)行；c）貴金屬催化劑成分檢測(cè)應(yīng)按GB/T23277執(zhí)行；d）化學(xué)成分檢測(cè)可采用原子吸收光譜、火焰發(fā)射光譜、X射線熒光分析、化學(xué)分析等試驗(yàn)方法。應(yīng)每批次進(jìn)行檢測(cè)。5.2.2增重率a）增重率應(yīng)按電解槽和電極設(shè)計(jì)參數(shù)或甲方要求確定；b）應(yīng)使用電子秤測(cè)量，電子秤的最小刻度不應(yīng)大于稱量鎳絲網(wǎng)重量的0.01%；c）測(cè)量方法：涂層制備前，應(yīng)按編號(hào)順序，對(duì)電極網(wǎng)稱重并記錄；涂層制備后，應(yīng)再次稱重并記錄；按公式（4）計(jì)算電極網(wǎng)每平米涂層增重率：式中：W——增重率，%；6T/CAPID010—2024M2——涂層制備后的質(zhì)量，單位：g；M1——涂層制備前的質(zhì)量，單位：g；A——電極網(wǎng)的面積。檢測(cè)頻率：應(yīng)每批次抽檢5%。5.2.3催化層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試a）活化后催化層與基材的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試可使用QB/T3821-1999中2.1的彎曲法或2.9的陰極處理法；b）測(cè)試后，目視檢查電極網(wǎng)，不應(yīng)有塊狀涂層脫落造成裸露基材的現(xiàn)象；c）采用彎曲法測(cè)試時(shí)，金屬涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量應(yīng)采用180°對(duì)折法，并應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：1）具體地，采用5.1.4的方法取樣，先稱量試樣重量，將鎳絲網(wǎng)試樣沿中心線對(duì)折，催化層面向外，置于不銹鋼平臺(tái)，見示意圖5a；2）使用5kg重物且與被測(cè)電極試樣接觸面的面積大于被測(cè)試樣面積，壓在對(duì)折試樣上，壓板下放過程中輕拿輕放，直至彎曲180°并保持10秒，見示意圖5b；3）測(cè)試后，目視檢查電極網(wǎng)，不應(yīng)有塊狀涂層脫落造成裸露基材的現(xiàn)象。a）對(duì)折試樣圖5彎曲測(cè)試示意圖5.2.4催化層厚度均勻性a）采集催化層制備后未進(jìn)行活化的電極網(wǎng)試樣，取樣位置同5.1.4節(jié)；b）采用千分尺、厚度尺或游標(biāo)卡測(cè)量電極網(wǎng)厚度，每個(gè)試樣測(cè)量6個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，最大值與最小值差不得大于0.05mm。5.2.5催化層外觀電極網(wǎng)熱噴涂鎳涂層后，目視檢查，表面涂層應(yīng)涂敷均勻，無涂層脫落。外觀應(yīng)進(jìn)行全數(shù)檢測(cè)。不允許有下列缺陷：a）催化層團(tuán)聚；b）燒網(wǎng)；c）劃傷、穿孔；d）其他影響產(chǎn)品質(zhì)量的其他缺陷等。表4電極網(wǎng)涂層缺陷定義1催化制備過程導(dǎo)致沉積不均勻，局部涂層出現(xiàn)顆粒狀2制備過程金屬絲網(wǎng)局部受熱過高，金屬絲網(wǎng)基體熔化甚345.3活化7T/CAPID010—2024對(duì)于需要活化的電極網(wǎng)制備工藝，適用此項(xiàng)。5.3.1活化流程活化宜按下列流程執(zhí)行：a）將電極網(wǎng)放入活化液中浸泡；b）取出電極網(wǎng)用水清洗；c）烘干至電極網(wǎng)表面無明顯水漬。其中，活化溶液應(yīng)使用10wt%-30wt%的氫氧化鉀溶液或相同堿性的氫氧化鈉溶液，活化溫度應(yīng)為30℃-90℃,活化時(shí)間不應(yīng)低于24小時(shí)，再生水用于工業(yè)用水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB/T19923-2024中4.2的規(guī)定,見下表5。表5再生水用于工業(yè)用水源的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)12懸浮物（SSmg/L）———3——45生化需氧量（BODmg/L）6化學(xué)需氧量（CODmg/L）——7—8—9—5.3.2活化減重應(yīng)使用電子秤測(cè)量，電子秤的最小刻度不應(yīng)大于稱量鎳絲網(wǎng)重量的0.01%?；罨鬁p重率應(yīng)小于30%。應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：a）活化前，按編號(hào)順序，將電極網(wǎng)稱重并記錄；b）活化后，再次稱重并記錄；c）按公式（5）計(jì)算活化減重率。式中：X——活化后減重率；MA——催化層制備后活化前電極網(wǎng)質(zhì)量；MB——活化干燥后電極網(wǎng)質(zhì)量。檢測(cè)頻率：應(yīng)每批次抽檢5%。5.3.3活化外觀電極網(wǎng)催化層活化后，應(yīng)目視檢查。表面涂層應(yīng)保持均勻，無明顯涂層脫落。外觀應(yīng)全數(shù)檢測(cè)，不應(yīng)有下列缺陷：a）白色結(jié)晶等異物；b）裸露基體的涂層脫落。5.4電極性能a）電極析氫過電位應(yīng)小于250mV@2500A/m2或小于350mV@5000A/m2；電極析氧過電位應(yīng)小于300mV@2500A/m2或小于400mV@5000A/m2；b）測(cè)試方法應(yīng)符合下列規(guī)定：8T/CAPID010—20241）在2500A/m2和5000A/m2下的過電位可采用工作電極、對(duì)電極和參比電極三電極法測(cè)試；2）電極面積為1cm*1cm，堿液濃度為30wt%KOH、溫度為80℃、工作電極與參比電極間距為2mm、攪拌速率為500r/min，參比電極為飽和甘汞電極或汞/氧化汞電極。5.5檢測(cè)頻率：上述技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法中有規(guī)定檢測(cè)頻率的，應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行，未規(guī)定檢測(cè)頻率的應(yīng)為型式試驗(yàn)，供貨方需提供型式試驗(yàn)報(bào)告。6質(zhì)量文件供貨商應(yīng)提供出廠合格證和檢查報(bào)告，應(yīng)包含：a）生產(chǎn)日期和編號(hào)，b）訂單號(hào)，c）金屬絲材質(zhì)證明，d）金屬絲編織網(wǎng)厚度，e）電極外徑尺寸，f）金屬絲編織網(wǎng)目數(shù)，g）金屬絲編織網(wǎng)編織型式，h）金屬絲編織網(wǎng)外觀檢查報(bào)告，i）催化劑材質(zhì)證明（必要時(shí)j）催化層增重（必要時(shí)k）活化減重（必要時(shí)），l）彎曲檢測(cè)。7訂貨信息7.1基本信息訂貨商應(yīng)提供包含以下內(nèi)容的基本信息：b）尺寸，c)編織型式，d)工藝形式，e)數(shù)量，f）訂單或合同編號(hào)。7.2附加信息訂貨時(shí)訂貨人提出其他額外的要求，如：a)是否需要文件提交及文件提交內(nèi)容；b)是否有本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之外的要求。8包裝、標(biāo)識(shí)、運(yùn)輸與儲(chǔ)存8.1包裝采用硬質(zhì)材料包裝箱，確保防潮、防曬、防撞擊。8.2標(biāo)