Grillage en nickel

Treillis métallique en nickel – Matériau polyvalent pour les applications-résistantes à la corrosion, aux hautes-températures et électrocatalytiques

 

Le treillis métallique en nickel, également connu sous le nom de treillis métallique en nickel, treillis métallique en nickel-cuivre, treillis en nickel pour cellules électrolytiques ou treillis en nickel à blindage magnétique, est tissé à partir de fil de nickel-de haute qualité. Les techniques de tissage disponibles comprennent l'armure toile, l'armure sergée, l'armure hollandaise et l'armure à chevrons, permettant son utilisation dans une gamme d'applications industrielles.

Le treillis métallique en nickel présente une excellente résistance à la corrosion, en particulier contre les solutions alcalines concentrées. Il fonctionne également bien dans les solutions salines neutres et alcalines, notamment les carbonates, les nitrates, les chlorures et les acétates. Les applications courantes incluent les industries des alcalis, du pétrole, de la chimie, de l'aérospatiale et du chlor-alcali, ainsi que la recherche scientifique, la production de chlorure organique et la fabrication de centrifugeuses.

Le treillis métallique en nickel est non-magnétique, tandis que le treillis métallique en fer-chrome-aluminium ne devient non-magnétique qu'au-dessus de 600 degrés. Cela rend le treillis en nickel parfaitement adapté aux applications nécessitant un contrôle du vide et électromagnétique. Les utilisations typiques incluent l'aérospatiale, la recherche scientifique, les composants électriques sous vide, les instruments électroniques, les électrodes de batterie, les collecteurs de courant, la protection contre les rayonnements et la filtration des gaz et des liquides.

Avec un point de fusion de 1453 degrés, le treillis métallique en nickel maintient sa stabilité dans des conditions de température élevée. Les applications incluent le raffinage, le traitement chimique, la métallurgie, l'industrie alimentaire, le traitement de l'eau et les opérations halogènes-à haute température.

Selon le « 14 plan quinquennal-pour le développement économique et social national et les objectifs à long terme-jusqu'en 2035 », le développement futur de l'industrie se concentrera sur l'énergie hydrogène et le stockage d'énergie. L'électrolyse de l'eau pour la production d'hydrogène est considérée comme une technologie clé à grande échelle en raison de l'abondance de ses ressources et de sa grande pureté d'hydrogène.

Les catalyseurs à base de nickel-sont largement étudiés comme étant des alternatives rentables-aux métaux non-précieux avec de bonnes performances électrocatalytiques. Cependant, les électrodes industrielles d'électrolyse de l'eau à base de nickel-sont confrontées à des défis tels qu'un transfert de masse lent et une faible efficacité de production d'hydrogène, limitant la densité de courant réalisable.

Pour résoudre ce problème, les structures d'électrodes à plusieurs-niveaux fournissent davantage de sites actifs, améliorant ainsi la densité de courant et les performances catalytiques. Par exemple:

Un réseau de nanofils de Ni en forme de sucette (Ni NWs/NF) a été développé verticalement sur un substrat en mousse de nickel sous un champ magnétique.

Des nanosphères de Ni ont été déposées électrochimiquement sur les nanofils, formant une électrode de nickel hiérarchique 3D (Ni/Ni NWs/NF).

Par rapport aux électrodes commerciales, cette électrode 3D expose davantage de sites actifs et améliore la correspondance du réseau, améliorant ainsi les performances et la durée de vie.

L'électrode Ni/Ni NWs/NF atteint un surpotentiel aussi faible que 52 mV à 10 mA·cm⁻².

Pour un fonctionnement à haute -densité de courant-, une électrode HER intégrée a été développée :

Un treillis en nickel pré-traité par électrogravure à l'eau de mer a été utilisé comme substrat.

Un réseau de nanofils de Ni a été développé in situ, atteignant ~ 800 mA·cm⁻² à une tension de fonctionnement industrielle de 2 à 2,1 V.

L'électrode reste stable après 100 heures à 500 mA·cm⁻².

Pour améliorer encore la conductivité et l’activité catalytique, un treillis en cuivre a été utilisé comme collecteur de courant. Une couche de Ni a été déposée électrochimiquement pour rendre la surface rugueuse, formant ainsi une interface hétérogène Ni/Cu hautement active. Un réseau hiérarchique de nanofils de Ni avec une surface élevée a ensuite été développé à l'aide d'un processus à assistance magnétique -.

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