保定小型電解水制氫設(shè)備

2023年全球電解水制氫項(xiàng)目建設(shè)的主要推動(dòng)者為各國(guó)各領(lǐng)域企業(yè)、地方。其中，各國(guó)能源、化工及交通領(lǐng)域的企業(yè)是直接推動(dòng)方，主要基于自身傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的綠色轉(zhuǎn)型展開(kāi)。如中國(guó)中石化新疆庫(kù)車綠氫項(xiàng)目，制取綠氫用于中石化旗下的塔河煉化替代傳統(tǒng)天然氣制氫；國(guó)際航運(yùn)馬士基推動(dòng)的丹麥Aabenraa港口綠氫制甲醇項(xiàng)目，為馬士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料。其次，各國(guó)的財(cái)政支持也是電解水制氫項(xiàng)目推進(jìn)的重要因素，典型的如瑞典鋼鐵企業(yè)Ovako建成的綠氫替代傳統(tǒng)燃料冶金項(xiàng)目，綠氫產(chǎn)能約3千噸/年，其中瑞典能源署提供了30%以上的建設(shè)資金。接近 75%的綠氫項(xiàng)目坐落于三北地區(qū)，約 80%的項(xiàng)目采用堿性電解水制氫技術(shù)。保定小型電解水制氫設(shè)備

氫氣燃料電池汽車：如前所述，氫氣燃料電池汽車以氫氣為燃料，通過(guò)燃料電池產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)車輛行駛。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，氫氣燃料電池汽車具有零排放、高效能、長(zhǎng)續(xù)航里程等優(yōu)點(diǎn)。目前，世界各國(guó)都在大力發(fā)展氫氣燃料電池汽車技術(shù)，加快加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。氫內(nèi)燃機(jī)汽車：將氫氣作為燃料直接在內(nèi)燃機(jī)中燃燒，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。氫內(nèi)燃機(jī)汽車的技術(shù)相對(duì)成熟，成本較低，但與氫氣燃料電池汽車相比，其效率和環(huán)保性能稍遜一籌。目前，氫內(nèi)燃機(jī)汽車仍處于研發(fā)和示范階段。煙臺(tái)小型電解水制氫技術(shù)由于PEM電解槽使用純水作為電解原料，產(chǎn)生的氫氣中不會(huì)帶入堿霧，有利于提升氫氣品質(zhì)。

堿性電解水技術(shù)是電解水技術(shù)中發(fā)現(xiàn)得早的，也是目前電解水技術(shù)中為成熟的。其原理可以簡(jiǎn)單地描述為：在兩個(gè)電極之間施以直流電，并用隔膜將陰陽(yáng)兩極分離開(kāi)來(lái)，在陽(yáng)極，OH-發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，在陰極，H+被還原生成氫氣，如圖 1-1 所示。通常高比表面的鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽(yáng)極催化劑，并在上面負(fù)載錳、鎢和釕的氧化物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%的 KOH 或者 Na OH 溶液作為電解液，鍍有高比表面鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑，運(yùn)行時(shí)，槽壓一般在 1.9 V 到 2.6 V 之間。

電解水制氫的基本原理是在直流電的作用下，水分子在電解槽中被分解成氫離子和氫氧根離子，氫離子在陰極得到電子還原成氫氣，而氫氧根離子在陽(yáng)極失去電子氧化成氧氣。堿性電解水制氫：原理：利用堿性電解質(zhì)（如氫氧化鉀或氫氧化鈉）作為導(dǎo)電介質(zhì)，在電解槽中進(jìn)行水電解。特點(diǎn)：技術(shù)成熟穩(wěn)定，成本相對(duì)較低，但反應(yīng)速度較慢，能量效率相對(duì)較低，且產(chǎn)生的氫氣純度不高，需要進(jìn)行后續(xù)處理。應(yīng)用：適用于大規(guī)模工業(yè)制氫，尤其是在電力成本較低的地區(qū)。但是由于膜材料成本相對(duì)較高，加上運(yùn)行過(guò)程中難以處理一些不純凈的物質(zhì)，導(dǎo)致其在應(yīng)用范圍上有些受限。

理論分解電壓：不計(jì)任何損耗，只考慮水的自由能變化(電功)，該電壓用于克服電解產(chǎn)生的可逆電動(dòng)勢(shì)電解水的理論分解電壓是1.23V。不過(guò)在實(shí)際操作中，由于電極極化、溶液電阻等因素，實(shí)際分解電壓往往大于理論分解電壓。實(shí)際分解電壓：一般在1.8-2.0V左右。超電壓：電流通過(guò)電極時(shí)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，使電極電位偏離平衡值，此偏離值即為超電壓。產(chǎn)生原因：(1)濃差極化:電極過(guò)程某些步驟遲緩，使電極表面附近的反應(yīng)物離子濃度低于電解液中的濃度，電極電位偏離平衡電位。高電流密度下容易出現(xiàn)，但實(shí)際電解溫度較高且循環(huán)，所以可忽略不計(jì)。(2)活化極化:參加電極反應(yīng)的某些粒子缺少活化能來(lái)完成電子轉(zhuǎn)移，使陽(yáng)極上氧化反應(yīng)難以釋放電子，陰極上還原反應(yīng)難以吸收電子，電極電位偏離平衡電位。低電流密度下容易出現(xiàn)。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(guò)程，并且具有較高的穩(wěn)定性，但是設(shè)備成本較高。巴彥淖爾工業(yè)電解水制氫技術(shù)

在未來(lái)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。保定小型電解水制氫設(shè)備

陽(yáng)離子/質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)(PEM)該技術(shù)是指使用質(zhì)子（陽(yáng)離子）交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)(30%的氫氧化鉀溶液或26%氫氧化鈉溶液)，并使用純水作為電解水制氫原料的制氫過(guò)程。和堿性電解水制氫技術(shù)相比，PEM電解水制氫技術(shù)具有電流密度大、氫氣純度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，并且，PEM電解水制氫技術(shù)工作效率更高，易于與可再生能源消納相結(jié)合，是目前電解水制氫的理想方案。但是由于PEM電解槽需要在強(qiáng)酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運(yùn)行，因此設(shè)備需要使用含貴金屬(鉑、銥)的電催化劑和特殊膜材料，導(dǎo)致成本過(guò)高，使用壽命也不如堿性電解水制氫技術(shù)。保定小型電解水制氫設(shè)備