威海電解水制氫技術(shù)

在電解水制氫時(shí)，水發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在陰極產(chǎn)生氫氣，在陽極產(chǎn)生氧氣。純水作為電解質(zhì)時(shí)，為弱電解質(zhì)，電離程度低，且導(dǎo)電能力較差，因此往往會(huì)在水溶液中加入容易電離的電解質(zhì)用于增加電解液的導(dǎo)電性。堿性電解質(zhì)制氫的效果較好，不會(huì)腐蝕電極和電解池中的設(shè)備，通常采用濃度為20%～30%的KOH或者NaOH溶液作為電解質(zhì)，并且通常用鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽極催化劑，鍍有鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑，運(yùn)行時(shí)，施加的電壓一般在1.9 V到2.6 V之間。在未來的研發(fā)中，制氫設(shè)備不斷迭代升級(jí)，有望在能源轉(zhuǎn)型和氫能產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更為重要的作用。威海電解水制氫技術(shù)

陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM)AEM是較為新興的電解水制氫技術(shù)，尚處于研發(fā)階段。備受關(guān)注的原因是其采用陰離子交換膜作為電解質(zhì)，將ALK的低成本和PEM簡(jiǎn)單、高效的優(yōu)點(diǎn)相融合。現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)陰離子交換膜材料開發(fā)和機(jī)理研究，主要以國(guó)外大學(xué)，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等科研機(jī)構(gòu)主導(dǎo)（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其與PEM的根本區(qū)別在于將膜的交換離子由質(zhì)子換為氫氧根離子。氫氧根離子的相對(duì)分子質(zhì)量是質(zhì)子的17倍，這使得其遷移速度比質(zhì)子慢得多。AEM的優(yōu)勢(shì)是不存在金屬陽離子，不會(huì)產(chǎn)生碳酸鹽沉淀堵塞制氫系統(tǒng)。AEM中使用的電極和催化劑是鎳、鈷、鐵等非貴金屬材料，且產(chǎn)氫的純度高、氣密性好、系統(tǒng)響應(yīng)快速，與目前可再生能源發(fā)電的特性十分匹配。但AEM膜的機(jī)械穩(wěn)定性不高，AEM中電極結(jié)構(gòu)和催化劑動(dòng)力學(xué)需要優(yōu)化。AEM電解水技術(shù)處于千瓦級(jí)的發(fā)展階段，在全球范圍內(nèi)，一些研究組織/機(jī)構(gòu)正在積***力于AEM水電解槽的開發(fā)，為了擴(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，仍然需要一些創(chuàng)新與改進(jìn)。山西附近電解水制氫設(shè)備廠家PEM水電解技術(shù)被譽(yù)為制氫領(lǐng)域極具發(fā)展前景的水電解制氫技術(shù)之一。

在直流電作用下，水分子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣和氫氧根離子（OH–），氫氧根離子在電場(chǎng)和氫氧側(cè)濃度差的作用下穿過隔膜到達(dá)陽極，在陽極一側(cè)發(fā)生析氧反應(yīng)，生成氧氣和水。電解槽裝配時(shí)浸沒在高濃度（20%~30%）的KOH 溶液中，此時(shí)離子電導(dǎo)率比較大，主要缺點(diǎn)是電解液具有腐蝕性，NaOH 和NaCl 溶液也可作電解液，但不常用。堿槽的電解池分成兩個(gè)電極，電極將氣密隔膜分開。由于隔膜的阻礙，氫氣和氧氣不會(huì)通過隔膜混合在一起，但是電解液卻可以通過隔膜進(jìn)入另一側(cè)。制氫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，氫氣和堿液的混合液以及氧氣與堿液的混合液分別經(jīng)過氣水分離器，將氣體和溶液分離，堿液回流至電解槽，氫氣和氧氣分別進(jìn)入純化裝置提純后進(jìn)行收集。

未來，隨著各國(guó)補(bǔ)助力度加大與更多大型項(xiàng)目落地，國(guó)際電解水制氫產(chǎn)能或?qū)⒗^續(xù)成番增長(zhǎng)。一方面，海外有較多大型規(guī)劃綠氫項(xiàng)目?jī)?chǔ)備，全球經(jīng)過投資決議的萬噸級(jí)電解水制氫項(xiàng)目已有近50項(xiàng);另一方面，全球尤其歐洲各國(guó)對(duì)綠氫生產(chǎn)的補(bǔ)貼資金逐漸到位，疊加航運(yùn)、化工等領(lǐng)域?qū)α闾既剂吓c零碳原料的需求增長(zhǎng)，或會(huì)推動(dòng)2024年多項(xiàng)萬噸級(jí)項(xiàng)目落地開工。結(jié)合各國(guó)項(xiàng)目規(guī)劃、補(bǔ)貼進(jìn)展、碳市場(chǎng)等多方面預(yù)測(cè)，樂觀情境下，到2025年底全球(含中國(guó))綠氫累計(jì)產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L(zhǎng)至約140萬噸/年，到2030年底全球(含中國(guó))綠氫累計(jì)產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L(zhǎng)至約1600萬噸/年。固體氧化物電解水制氫設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)高溫、高效率的制氫過程，并且具有較高的穩(wěn)定性，但是設(shè)備成本較高。

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用***的二次能源，正被視為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要載體。各國(guó)**都明確將氫能定位為未來國(guó)家能源體系的重要組成部分，是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。歐洲、美國(guó)等全球主要國(guó)家與地區(qū)都將氫能發(fā)展上升至國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略高度，近兩年接連出臺(tái)了氫能發(fā)展規(guī)劃與激勵(lì)機(jī)制。近年來，至少數(shù)百家企業(yè)新進(jìn)入氫能行業(yè)，市場(chǎng)保持了極高的增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)未來氫能汽車，加氫站，儲(chǔ)運(yùn)氫氣，電解槽等將帶來萬億美元的市場(chǎng)需求。在全球經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷歷史性的2020衰退以后，2021到2023年電解水設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)了極快的增長(zhǎng)速度。這得益于各國(guó)**政策的支持和各個(gè)企業(yè)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重視，在加上新進(jìn)入者的持續(xù)涌現(xiàn)，電解水設(shè)備保持了極快的增長(zhǎng)速度。電解水制氫設(shè)備在未來的能源領(lǐng)域中擁有重要的應(yīng)用前景。滄州國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備

而酸性電解水制氫設(shè)備因?yàn)槠涓咝?、高純度的氫氣產(chǎn)出而備受關(guān)注，但是設(shè)備價(jià)格和穩(wěn)定性相對(duì)較差。威海電解水制氫技術(shù)

目前，氫氣的制取有三種較為成熟的技術(shù)路線：1、以煤炭、天然氣為的化石原料制氫，該技術(shù)路線的成本較低、技術(shù)成熟，但存在大量溫室氣體的排放，企業(yè)有：中國(guó)石化、中國(guó)石油等；2、以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣為的工業(yè)副產(chǎn)制氫，該技術(shù)路線成本較低，但存在受到原料供應(yīng)和地點(diǎn)的限制，企業(yè)有：美錦能源、鎮(zhèn)洋發(fā)展等；3、以堿性電解槽和質(zhì)子交換膜電解槽為的電解水制氫，該技術(shù)路線成本較高，制氫成本受限于電價(jià)，企業(yè)有：隆基綠能、陽光電源、寶豐能源等。威海電解水制氫技術(shù)