Les industries qui utilisent des systèmes de piles à combustible sont toujours à la recherche de moyens pour améliorer le temps de chauffage au démarrage, en particulier dans les applications où la température globale de démarrage est basse et la température de fonctionnement élevée. Les réchauffeurs à isolation minérale (MI) et les thermocouples offrent une solution économique et économe en énergie pour relever ce défi. Non seulement ces éléments chauffants peuvent accélérer considérablement le temps de démarrage, mais ils ont la double fonction de mesurer et de contrôler la température. Cela permet une meilleure régulation de la température et donc une augmentation de la durée de vie globale et de la durabilité des piles à combustible.
L’unité commerciale de chauffage de Kamet, en partenariat avec ARi et Okazaki, est fortement axée sur l’innovation et les solutions personnalisées pour les applications de piles à combustible. Nous développons et fournissons des solutions de chauffage et de mesure de la température à isolation minérale pour un large éventail de types de piles à combustible. À cet égard, nous sommes spécialisés dans les systèmes de piles à combustible à haute température, en particulier les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) et les piles à combustible à carbonate fondu (MCFC).
MI chauffage dans les centrales électriques et les industries nucléaires
Il existe deux types de piles à combustible à haute température : à oxyde solide (SOFC) et à carbone fondu (MCFC). Elles ont en commun certains avantages :
- La taille de leur pile permet d’obtenir un rendement énergétique beaucoup plus élevé.
- Grâce à la cogénération utilisant la chaleur résiduelle et/ou la vapeur, des rendements globaux élevés sont obtenus.
- Elles ne sont pas sujettes aux impuretés du combustible
- Elles sont flexibles dans l’utilisation des combustibles.
- En raison de leur température de fonctionnement élevée, il n’est pas nécessaire d’utiliser des éléments coûteux dans les catalyseurs.
Tous ces facteurs concourent à rendre ces piles à combustible à haute température plus fiables et plus économiques pour la production d’électricité. Cependant, si l’on y ajoute des systèmes de chauffage MI, la fiabilité et l’efficacité sont encore améliorées grâce à l’accélération des temps de démarrage et à la limitation des arrêts.
Cette application spécifique constitue une avancée significative et un développement relativement nouveau dans le monde du chauffage par infrarouge. Kamet est bien placé pour jouer ce rôle novateur grâce à ses années d’expérience dans le domaine des hautes températures, à l’expertise et au savoir-faire de ses ingénieurs et à la qualité de ses partenaires de production, ARi Industries et Okazaki : ARi Industries et Okazaki.
Piles à combustible à oxyde solide (SOFC)
La pile à combustible à oxyde solide à haute température (SOFC) fonctionne à des températures allant jusqu’à 1000°C. Elle se caractérise par l’utilisation d’un électrolyte solide dur (céramique) recouvert de matériaux d’électrode poreux. La combinaison d’oxydes la plus courante pour l’électrolyte solide est un mélange d’oxyde de zirconium et d’oxyde de calcium. La pile à combustible à oxyde solide a également besoin d’un convertisseur pour transformer le courant continu fourni en courant alternatif.
Piles à combustible à carbonate fondu (MCFC)
La pile à combustible à carbonate fondu à haute température (MCFC) utilise des sels de carbonate comme électrolyte. Lorsqu’ils sont chauffés à 650°C, les sels fondent et conduisent les ions carbonate de la cathode à l’anode. L’hydrogène réagit avec les ions et produit de l’eau, du dioxyde de carbone et des électrons. Ces électrons se déplacent sur un circuit externe et fournissent de l’énergie électrique. Les piles à combustible à carbonate fondu sont moins coûteuses car elles fonctionnent bien avec du nickel comme catalyseur au lieu du platine, plus cher. Un autre avantage est que leur efficacité peut augmenter de 20 % pour atteindre un taux d’efficacité de 80 % lorsque la chaleur résiduelle est capturée et utilisée pour la cogénération.
Qu’est-ce qui fait que les éléments chauffants et les thermocouples MI de Kamet conviennent si bien aux systèmes de piles à combustible à haute température ?
L’un de nos produits les plus importants est notre expertise. Nous offrons une assistance complète pour la création de solutions sur mesure pour les types de piles à combustible spécifiques des clients, ainsi que des conseils sur la façon dont nos produits de chauffage MI standard peuvent être utilisés pour les piles à combustible en général. En savoir plus sur les produits :
- Flexibles et faciles à intégrer
- Peuvent s’adapter à des formes complexes
- Facile à braser ou à souder
- Interchangeabilité
- Fiabilité :
- performances éprouvées à haute température et à longue durée de vie
- résistance aux environnements difficiles et corrosifs dans lesquels les piles à combustible à haute température sont souvent utilisées
- résistance à la contamination par l’humidité et les gaz grâce à l’utilisation de matériaux de gaine et de joints appropriés
- Les températures élevées de nos produits de chauffage sont parfaitement adaptées aux températures de fonctionnement des SOFC et MCFC (de 500°C à plus de 1000°C).
- Leur densité élevée en watts contribue à réduire les temps de démarrage.
- Nos thermocouples ont une réponse rapide et une faible dérive.
- Nos partenaires de production ont l’expérience de la production d’éléments MI pour les applications de piles à combustible dans la phase de R&D.
- Fournis avec un certificat 3.1 et un certificat d’étalonnage.
Solutions industrielles pour les piles à combustible
Chauffages à isolation minérale (MI)
Lorsque nos MI heaters sont brasés dans la chambre et utilisés pour le chauffage par conduction, ils peuvent atteindre 15 W/cm2. Dans le cas du chauffage par convection, les MI Heaters peuvent atteindre jusqu’à 4,5 W/cm2, en fonction du débit massique. En utilisant des matériaux standard, il est possible d’atteindre une température de 1000°C, voire plus si l’on choisit des matériaux spécialisés.
Les réchauffeurs MI sont disponibles dans des tailles allant de Ø0,5 à Ø12 et dans des longueurs personnalisées.
En savoir plus sur le chauffage de l’IM.
Thermocouples
Les thermocouples Kamet sont toujours produits en classe 1 ou supérieure et sont disponibles en duplex, triplex et quadruplex pour la précision et la redondance. Nous proposons une gamme de matériaux d’isolation, de gaine et d’alliage. Chaque bobine est calibrée.
En savoir plus sur le thermocouples haute température
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Les défis thermiques peuvent être complexes. Contactez dès aujourd’hui nos experts internes et trouvez ensemble la meilleure solution MI pour vos besoins.