析氧反應(yīng)(OER)在水分解,,CO2還原和可再生電燃料電池等各種電化學(xué)系統(tǒng)的陽(yáng)極反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。質(zhì)子交換膜水電解槽(PEMWE)技術(shù)由于運(yùn)行電流密度更大,產(chǎn)生氫氣純度更高,可利用間歇性可再生能源等優(yōu)勢(shì)吸引了普遍的研究及應(yīng)用.OER動(dòng)力學(xué)遲緩,、貴金屬電極材料的有限選擇和催化劑在強(qiáng)氧化強(qiáng)酸性介質(zhì)中的降解,以及PEMWE各組件選擇是PEMWE技術(shù)普遍應(yīng)用的主要瓶頸,。因此,從根本上了解反應(yīng)機(jī)理,催化劑失活原因,周到總結(jié)OER催化劑以及目前在PEMWE實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)狀對(duì)于開發(fā)具有更好性能,更低成本PEMWE陽(yáng)極催化劑,推動(dòng)相關(guān)電化學(xué)系統(tǒng)的商業(yè)化長(zhǎng)期穩(wěn)定性具有重要意義,。PEM電解水的能耗有望進(jìn)一步下降到4...
作為水電解槽膜電極的中心部件,,質(zhì)子交換膜不但傳導(dǎo)質(zhì)子,隔離氫氣和氧氣,,而且還為催化劑提供支撐,,其性能的好壞直接決定水電解槽的性能和使用壽命。長(zhǎng)期被國(guó)外少數(shù)廠家壟斷,,質(zhì)子交換膜價(jià)格高達(dá)幾百~幾千美元/m2,。為降低膜成本,提高膜性能,,國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)攻關(guān)改性全氟磺酸質(zhì)子交換膜,、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜和無氟質(zhì)子交換膜。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性,、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑,。通過引入無機(jī)組分制備有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜,使其兼具有機(jī)膜柔韌性和無機(jī)膜良好熱性能,、化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)性能,,成為近幾年的研究熱點(diǎn),。和燃料電池相比,,PEM電解水系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)反極之類的問題,,相對(duì)比較穩(wěn)定...
對(duì)于負(fù)載催化劑,金屬-載體相互作用和基底的導(dǎo)電性至關(guān)重要,。酸性O(shè)ER材料發(fā)展,,并強(qiáng)調(diào)從機(jī)理分析性能提高.對(duì)金屬性質(zhì)(合金,單原子等)催化劑,氧化物(釕/銥氧化物,非貴金屬氧化物),金屬氧酸鹽類(鈣鈦礦,燒綠石,其它氧酸鹽類),其它無機(jī)金屬和非金屬材料進(jìn)行周到綜述。在酸性介質(zhì)中貴金屬Ru和Ir基催化劑具有優(yōu)異的活性和可應(yīng)用性,優(yōu)于其他鉑族金屬(如Rh,、Pd和Pt).盡可能多地暴露活性位點(diǎn),,提高本征活性,以盡量減少貴金屬消耗,同時(shí)兼顧長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性是催化劑設(shè)計(jì)必須面臨的問題,。把PEM電解水系統(tǒng)中的陰極和陽(yáng)極進(jìn)行調(diào)換,,就可以看成是AEM電解水系統(tǒng)。有誰知道中瑞電極怎樣測(cè)試PEM電解水PEM電解水的...
通過O中間體,,即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價(jià)的鈣鈦礦中,,晶格氧機(jī)理發(fā)生在遭受水親核攻擊的單個(gè)活性氧位點(diǎn)或通過兩個(gè)相鄰反應(yīng)晶格氧原子的直接耦合,產(chǎn)生的氧空位將被水分子或大量氧原子補(bǔ)充,,同時(shí)由此產(chǎn)生的不飽和金屬位點(diǎn)更容易溶解,帶來催化劑穩(wěn)定性問題,。吸附氧化機(jī)理(AEM)和晶格氧反應(yīng)機(jī)理(LOM)是在酸性介質(zhì)中被認(rèn)為較合理的兩種機(jī)理。催化劑通過哪一機(jī)理發(fā)生催化反應(yīng),選擇單位點(diǎn)還是雙位點(diǎn)途徑和材料本身的電子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,結(jié)晶度好的氧化物幾乎沒有缺陷,,傾向于采用AEM,,在單個(gè)活性金屬位點(diǎn)上通過*OOH中間體,即所謂的酸堿途徑,,或者在兩個(gè)相鄰的金屬位點(diǎn)...
作為水電解槽膜電極的中心部件,,質(zhì)子交換膜電解水電解水不但傳導(dǎo)質(zhì)子,隔離氫氣和氧氣,,而且還為催化劑提供支撐,,其性能的好壞直接決定水電解槽的性能和使用壽命。長(zhǎng)期被國(guó)外少數(shù)廠家壟斷,,質(zhì)子交換膜電解水電解水價(jià)格高達(dá)幾百~幾千美元/m2,。為降低膜成本,提高膜性能,,國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)攻關(guān)改性全氟磺酸質(zhì)子交換膜電解水電解水,、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜電解水電解水和無氟質(zhì)子交換膜電解水電解水。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性,、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑,。通過引入無機(jī)組分制備有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜電解水電解水,使其兼具有機(jī)膜柔韌性和無機(jī)膜良好熱性能,、化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)性能,,成為近幾年的研究熱...
PEM電解水電解槽結(jié)構(gòu) 與燃料電池類似,,由膜電極、雙極板等部件組成,。膜電極提供反應(yīng)場(chǎng)所,,由質(zhì)子交換膜和陰陽(yáng)極催化劑組成。PEM 電解槽具有反應(yīng)無污染,、氫氣無需分離堿液,、轉(zhuǎn)化效率高、能耗低,、槽體結(jié)構(gòu)緊湊,、運(yùn)行更加靈活( 負(fù)荷范圍 0~150%) 、更適合可再生能源的波動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn),,很多新建電解制氫項(xiàng)目開始選擇PEM電解槽技術(shù),。但由于 PEM電解技術(shù)商業(yè)化時(shí)間不長(zhǎng),質(zhì)子交換膜和鉑電極催化劑等關(guān)鍵組件成本較高,,導(dǎo)致 PEM 電解槽制造成本較高,,為相同規(guī)模堿性電解槽的 3~5 倍。按照相同的計(jì)算原則,,PEM電解槽制氫成本高于堿性電解槽,,主要是 PEM 電解槽 采購(gòu)成本太高,每年的折舊成本太高,。設(shè)備折舊成...
PEM電解水電解槽高效率運(yùn)行 PEM電解水或者燃料電池(相當(dāng)于電解槽的反向使用)需要持續(xù)高效率(這里的效率不是轉(zhuǎn)換效率,,而是經(jīng)濟(jì)效率)運(yùn)行,需要有一部分能量用來推動(dòng)外電路的電子移動(dòng),,推動(dòng)電解質(zhì)中的離子移動(dòng),,推動(dòng)陰極電化學(xué)單向反應(yīng),推動(dòng)陽(yáng)極電化學(xué)單向反應(yīng),,推動(dòng)反應(yīng)物和生成物的定向擴(kuò)散,,等等多個(gè)方面,因此需要輸入的能量既包括了水電解成氫氣和氧氣所包含的化學(xué)能,,也包括了上述所需的額外能量,。水電解所包含的化學(xué)能就是平衡電位和轉(zhuǎn)換電量的乘積。輸入能量就是電解槽運(yùn)行電壓和轉(zhuǎn)換電量的乘積,。因此電解槽運(yùn)行電壓包括了平衡電位,,也就大于平衡電位。PEM電解水電堆,,電流密度大約為1-4A/cm2,。哪里可以買到大連化...
通過O中間體,即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價(jià)的鈣鈦礦中,,晶格氧機(jī)理發(fā)生在遭受水親核攻擊的單個(gè)活性氧位點(diǎn)或通過兩個(gè)相鄰反應(yīng)晶格氧原子的直接耦合,,產(chǎn)生的氧空位將被水分子或大量氧原子補(bǔ)充,,同時(shí)由此產(chǎn)生的不飽和金屬位點(diǎn)更容易溶解,帶來催化劑穩(wěn)定性問題。吸附氧化機(jī)理(AEM)和晶格氧反應(yīng)機(jī)理(LOM)是在酸性介質(zhì)中被認(rèn)為較合理的兩種機(jī)理,。催化劑通過哪一機(jī)理發(fā)生催化反應(yīng),選擇單位點(diǎn)還是雙位點(diǎn)途徑和材料本身的電子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,結(jié)晶度好的氧化物幾乎沒有缺陷,,傾向于采用AEM,在單個(gè)活性金屬位點(diǎn)上通過*OOH中間體,,即所謂的酸堿途徑,,或者在兩個(gè)相鄰的金屬位點(diǎn)...
PEM水電解制氫已步入商業(yè)化早期,制約技術(shù)大規(guī)模發(fā)展的瓶頸在于膜電極選用被少數(shù)廠家壟斷的質(zhì)子交換膜電解水,,陰、陽(yáng)極催化劑材料需采用貴金屬以及電解能耗仍然偏高,。解決上述難題是PEM水電解制氫技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展與推廣的關(guān)鍵,。為此發(fā)展新型水電解技術(shù)成為新趨勢(shì),基于融合堿性水電解和PEM水電解各自優(yōu)勢(shì)的研究思路,,采用堿性固體電解質(zhì)替代PEM的堿性固體陰離子交換膜(AEM)水電解制氫技術(shù)成為新方向,。另外選用聚芳醚酮和聚砜等廉價(jià)材料制備無氟質(zhì)子交換膜電解水,也是質(zhì)子交換膜電解水的發(fā)展趨勢(shì),??稍偕茉词褂肞EM電解水設(shè)備,因?yàn)槠湎鄳?yīng)速度比較快,。哪里可知考特利爾PEM電解水用的德國(guó)膜氫能在能源供給側(cè)和消費(fèi)終端轉(zhuǎn)型...
為了加快PEMWE的發(fā)展,,深入理解電極反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過程,理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,對(duì)具有實(shí)際應(yīng)用前景的催化劑的進(jìn)一步發(fā)展,催化劑性能的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,對(duì)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究中水系模型和實(shí)際操作差異的理解,集成膜電極組件的開發(fā)需要更多的研究。PEMWE的組裝方法,實(shí)際運(yùn)行條件,包括離聚物,膜,氣體擴(kuò)散層,極板,催化劑層在內(nèi)的各個(gè)組分都是影響PEMWE性能的關(guān)鍵參數(shù).對(duì)各個(gè)組分的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,同時(shí)對(duì)有實(shí)際應(yīng)用前景的催化劑進(jìn)行分析,包括負(fù)載型催化劑,銥/釕為主體的摻雜型催化劑,。借助創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法和先進(jìn)表征技術(shù)發(fā)展在揭示酸介質(zhì)中動(dòng)態(tài)OER的復(fù)雜性和開發(fā)高效穩(wěn)定的電催化劑方面取得了重要成就,。但所開發(fā)的催化劑及相關(guān)...
不同催化材料的陽(yáng)極過電勢(shì)通常為200~500mV。在高電位,、氧化,、酸性環(huán)境下,PEM電解槽對(duì)陽(yáng)極催化劑材料的要求極為苛刻,,能滿足該要求的催化材料但限于某些貴金屬,。通常,活性越高的金屬,,其在水電解過程中越容易溶解,,穩(wěn)定性越差。例如:從金屬活性角度來講,,金屬活性由高到低的順序?yàn)椋希螅荆遥酰荆桑颍荆校簦荆粒?;但從金屬穩(wěn)定性角度來講,其穩(wěn)定性由高到低的順序?yàn)椋粒酰荆校簦荆桑颍荆遥酰荆希?。綜合活性和穩(wěn)定性等因素,,目前工業(yè)上選用的PEM電解槽陽(yáng)極催化劑以銥黑以及IrO2等為主,。在潛艇等應(yīng)用中,PEM電解水相對(duì)堿性電解水而言,,有氣體純,,不含堿液的優(yōu)勢(shì)。哪里可以查到ITMPEM電解水用的德國(guó)膜通過O中間體,,即...
在未來前20年中因Ir使用壽命及裝置未到報(bào)廢時(shí)限等因素,,PEM水電解裝置中Ir資源回收利用還沒有得到有效實(shí)施,因此對(duì)新Ir資源需求總量增長(zhǎng)較快,,到2045年Ir的需求量達(dá)到約1.5t?a,,小于Ir的產(chǎn)量,因而供給可以滿足需求,。在2045—2070年,,新增PEM水電解裝置裝機(jī)容量不斷加大,同時(shí)Ir資源的回收利用量也不斷加大,。由于Ir資源的回收利用,,Ir資源的累計(jì)需求增長(zhǎng)率增長(zhǎng)幅度不斷減小,到2070年Ir的需求量為2t左右,,增幅不大,。因此,按照目前Ir的年產(chǎn)量,,未來50年Ir供給可以滿足使用需求,。PEM電解水,其電流密度比其他的集中技術(shù)都要大,。哪里可以買到中瑞電極PEM電解水用的膜電極對(duì)于負(fù)載催...
在技術(shù)層面,,電解水制氫技術(shù)可分為堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水電解水制氫(PEM),、固體氧化物電解水制氫(SOE)和陰離子交換膜電解水制氫(AEM),。其中,堿性電解水技術(shù)較為成熟,,造價(jià)成本也較低,;但是與可再生能源適配性較差。其中,,堿性電解水技術(shù)較為成熟,,但無法快速調(diào)節(jié)制氫速度,與可再生能源適配性較差,。固體氧化物電解水制氫(SOE)采用固體氧化物為電解質(zhì)材料,,適合在高溫環(huán)境下運(yùn)作,能效更高,但處于初期示范階段,。陰離子交換膜電解水制氫(AEM)以陰離子交換膜作為電解質(zhì)隔膜,,目前仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。PEM電解水技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),。無污染,、無腐蝕;擁有更高的質(zhì)子傳導(dǎo)性,,提升電解效率,;同時(shí)有更寬...
隨著日益增長(zhǎng)的低碳減排需求,氫的綠色制取技術(shù)受到普遍重視,,利用可再生能源進(jìn)行電解水制氫是目前眾多氫氣來源方案中碳排放較低的工藝,。本文梳理了氫能需求和規(guī)劃的進(jìn)展、電解水制氫的示范項(xiàng)目情況,,重點(diǎn)分析了電解水制氫技術(shù),,涵蓋技術(shù)分類、堿水制氫應(yīng)用,、質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫。研究認(rèn)為,,提升電催化劑活性,、提高膜電極中催化劑的利用率、改善雙極板表面處理工藝,、優(yōu)化電解槽結(jié)構(gòu),,有助于提高PEM電解槽的性能并降低設(shè)備成本;PEM電解水制氫技術(shù)的運(yùn)行電流密度高,、能耗低,、產(chǎn)氫壓力高,適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性特征,、易于與可再生能源消納相結(jié)合,,是電解水制氫的適宜方案。結(jié)合氫儲(chǔ)運(yùn)與電解制氫的技術(shù)特征研判,、我國(guó)輸氫需...
在技術(shù)層面,,電解水制氫技術(shù)可分為堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水電解水制氫(PEM),、固體氧化物電解水制氫(SOE)和陰離子交換膜電解水制氫(AEM),。其中,堿性電解水技術(shù)較為成熟,,造價(jià)成本也較低,;但是與可再生能源適配性較差。其中,,堿性電解水技術(shù)較為成熟,,但無法快速調(diào)節(jié)制氫速度,,與可再生能源適配性較差。固體氧化物電解水制氫(SOE)采用固體氧化物為電解質(zhì)材料,,適合在高溫環(huán)境下運(yùn)作,,能效更高,但處于初期示范階段,。陰離子交換膜電解水制氫(AEM)以陰離子交換膜作為電解質(zhì)隔膜,,目前仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。PEM電解水技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),。無污染,、無腐蝕;擁有更高的質(zhì)子傳導(dǎo)性,,提升電解效率,;同時(shí)有更寬...
相比PEM水電解,AEM水電解選用固體聚合物陰離子交換膜作為隔膜材料,,膜電極催化劑,、雙極板材料可選性更寬廣,未來突破陰離子交換膜和高活性非貴金屬催化劑等關(guān)鍵材料有望明顯降低電解槽制造成本,。應(yīng)用推廣方面,,當(dāng)下電力系統(tǒng)中波動(dòng)性可再生能源份額不斷上升,未來幾十年這一趨勢(shì)仍將延續(xù),。可再生能源制氫是單獨(dú)綠色低碳制氫方式,,不但能提高電網(wǎng)靈活性,,而且可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和分配可再生能源,支持可再生能源更大規(guī)模的發(fā)展,。作為媒介氫氣促進(jìn)可再生能源時(shí)空再分布,,助力電力系統(tǒng)與難以深度脫碳的工業(yè)、建筑和交通運(yùn)輸部門建立起產(chǎn)業(yè)聯(lián)系,,不斷豐富氫氣的應(yīng)用場(chǎng)景,。這也為PEM水電解制氫技術(shù)帶來巨大的發(fā)展空間。PEM電解水產(chǎn)業(yè)在成長(zhǎng)的過...
氫氣比重小,、擴(kuò)散快,,其導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的8.4倍,因此常被用作發(fā)電機(jī)組的冷卻劑,,可以大幅降低風(fēng)摩擦損耗,,對(duì)于1GW的發(fā)電機(jī)組,氫氣純度每提高1%,可以節(jié)約228kW的能源,。與ALK技術(shù)對(duì)比,,PEM水電解制氫技術(shù)啟停速度快、負(fù)荷波動(dòng)范圍廣,、產(chǎn)氫壓力高,,尤其適合利用可再生能源電力(尤其是離網(wǎng)電力)制氫,是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模水電解制氫應(yīng)用較有效的方式之一,。此外,,它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電、水電,、光伏電等電力能源的調(diào)峰運(yùn)行和對(duì)棄電資源的充分利用,,因而成為大規(guī)模、高效儲(chǔ)能的重要方式之一,。PEM電解水所需要的電解水膜,,長(zhǎng)久以來沒有突破。有誰知道高成綠能怎樣測(cè)試PEM電解水質(zhì)子交換膜PEM電解水電解槽高效率運(yùn)行 PEM電解水...
氫能在能源供給側(cè)和消費(fèi)終端轉(zhuǎn)型發(fā)展中可以發(fā)揮重要作用,。在能源供給側(cè),,氫能可以消納可再生能源電力,實(shí)現(xiàn)能量在時(shí)間上的存儲(chǔ)和空間上的轉(zhuǎn)移,。相對(duì)于其他儲(chǔ)能方式,,氫能具備規(guī)模優(yōu)勢(shì);在能源消費(fèi)終端,,氫能可以實(shí)現(xiàn)零排放、零污染,,減少碳排放,。2020年9月,在第七十五屆大會(huì)一般性辯論上,,中國(guó)提出力爭(zhēng)2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中,,氫能的應(yīng)用除了可以減少碳排放,、助力碳達(dá)峰,還可以通過氫與二氧化碳反應(yīng)制成有機(jī)化學(xué)品,,實(shí)現(xiàn)碳中和,。從全系統(tǒng)來看,PEM電解水系統(tǒng)因?yàn)楦郊拥奶峒兒图訅憾枷鄬?duì)而言簡(jiǎn)單一些,,所以綜合成本低,。誰知道中瑞電極何時(shí)推出PEM電解水產(chǎn)品氫氣比重小、擴(kuò)散快,其導(dǎo)...
通過O中間體,,即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價(jià)的鈣鈦礦中,,晶格氧機(jī)理發(fā)生在遭受水親核攻擊的單個(gè)活性氧位點(diǎn)或通過兩個(gè)相鄰反應(yīng)晶格氧原子的直接耦合,產(chǎn)生的氧空位將被水分子或大量氧原子補(bǔ)充,,同時(shí)由此產(chǎn)生的不飽和金屬位點(diǎn)更容易溶解,帶來催化劑穩(wěn)定性問題,。吸附氧化機(jī)理(AEM)和晶格氧反應(yīng)機(jī)理(LOM)是在酸性介質(zhì)中被認(rèn)為較合理的兩種機(jī)理。催化劑通過哪一機(jī)理發(fā)生催化反應(yīng),選擇單位點(diǎn)還是雙位點(diǎn)途徑和材料本身的電子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,結(jié)晶度好的氧化物幾乎沒有缺陷,,傾向于采用AEM,,在單個(gè)活性金屬位點(diǎn)上通過*OOH中間體,即所謂的酸堿途徑,,或者在兩個(gè)相鄰的金屬位點(diǎn)...
PEMWE的組裝方法,實(shí)際運(yùn)行條件,包括離聚物,膜,氣體擴(kuò)散層,極板,催化劑層在內(nèi)的各個(gè)組分都是影響PEMWE性能的關(guān)鍵參數(shù).對(duì)各個(gè)組分的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,同時(shí)對(duì)有實(shí)際應(yīng)用前景的催化劑進(jìn)行分析,包括負(fù)載型催化劑,銥/釕為主體的摻雜型催化劑,。借助創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法和先進(jìn)表征技術(shù)發(fā)展在揭示酸介質(zhì)中動(dòng)態(tài)OER的復(fù)雜性和開發(fā)高效穩(wěn)定的電催化劑方面取得了重要成就。但所開發(fā)的催化劑及相關(guān)器件的性能與工業(yè)應(yīng)用之間仍存在一定的差距,。為了加快PEMWE的發(fā)展,,深入理解電極反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過程,理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,對(duì)具有實(shí)際應(yīng)用前景的催化劑的進(jìn)一步發(fā)展,催化劑性能的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,對(duì)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究中水系模型和實(shí)際操作差異的...
氫利用的途徑主要是燃料電池移動(dòng)動(dòng)力、分布式電站,、化工加氫,,新興發(fā)展的是氫燃料汽輪機(jī)、氫氣冶金等,。氫能的利用需要從制氫開始,,由于氫氣在自然界極少以單質(zhì)形式存在,需要通過工業(yè)過程制取,。氫氣的來源分為工業(yè)副產(chǎn)氫,、化石燃料制氫、電解水制氫等途徑,,差別在于原料的再生性,、CO2排放、制氫成本,。目前,,世界上超過95%的氫氣制取來源于化石燃料重整,生產(chǎn)過程必然排放CO2,;約4%~5%的氫氣來源于電解水,,生產(chǎn)過程沒有CO2排放。制氫過程按照碳排放強(qiáng)度分為灰氫(煤制氫),、藍(lán)氫(天然氣制氫),、綠氫(電解水制氫、可再生能源),。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初衷是零碳或低碳排放,,因此灰氫,、藍(lán)氫將會(huì)逐漸被基于可再生能源的綠氫所替代,綠氫是...
水電解槽制氫設(shè)備開發(fā)是國(guó)內(nèi)外堿性水電解制氫研究熱點(diǎn),??稍偕茉醇铀侔l(fā)展使得大規(guī)模消納可再生能源成為突出問題。堿性水電解制氫電解槽隔膜主要由石棉組成,,起分離氣體的作用,。陰極、陽(yáng)極主要由金屬合金組成,,如Ni-Mo合金等,,分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣。工業(yè)上堿性水電解槽的電解液通常采用KOH溶液,,質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%~30%,,電解槽操作溫度70~80℃,工作電流密度約0.25A/cm2,,產(chǎn)生氣體壓力0.1~3.0MPa,,總體效率62%~82%。堿性水電解制氫技術(shù)成熟,,投資,、運(yùn)行成本低,但存在堿液流失,、腐蝕,、能耗高等問題。PEM電解水有可能被直接用微觀結(jié)構(gòu)集成在太陽(yáng)能板上,??煞裰郎钲诰G航何時(shí)推出PEM電解水產(chǎn)品氫...
質(zhì)子交換膜可普遍應(yīng)用于燃料電池、電解水,、氯堿工業(yè)等領(lǐng)域,。PEM燃料電池及電解水發(fā)展迅速,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都呈現(xiàn)出較快的需求增長(zhǎng)和廣闊的發(fā)展前景,。從2011年到2019年,PEM燃料電池出貨量占比從44.9%進(jìn)一步提升至82.7%,,可見,,全球PEM燃料電池出貨量高速增長(zhǎng)。依據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟對(duì)未來燃料電池系統(tǒng)成本的預(yù)測(cè)以及美國(guó)能源部披露的成本結(jié)構(gòu),,綜合測(cè)算,,燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域每年為質(zhì)子交換膜帶來的市場(chǎng)增量將持續(xù)增長(zhǎng),到2025年,、2035年和2050年將分別為9.80億,、49.01億和67.39億,,非常可觀,。PEM電解水,,可以和可再生能源完美結(jié)合。哪里可知718研究所PEM電解水用的質(zhì)子交換膜PEM電解水的...
作為媒介氫氣促進(jìn)可再生能源時(shí)空再分布,,助力電力系統(tǒng)與難以深度脫碳的工業(yè),、建筑和交通運(yùn)輸部門建立起產(chǎn)業(yè)聯(lián)系,不斷豐富氫氣的應(yīng)用場(chǎng)景,。這也為PEM水電解制氫技術(shù)帶來巨大的發(fā)展空間,。相比PEM水電解,AEM水電解選用固體聚合物陰離子交換膜作為隔膜材料,,膜電極催化劑,、雙極板材料可選性更寬廣,未來突破陰離子交換膜和高活性非貴金屬催化劑等關(guān)鍵材料有望明顯降低電解槽制造成本,。應(yīng)用推廣方面,,當(dāng)下電力系統(tǒng)中波動(dòng)性可再生能源份額不斷上升,未來幾十年這一趨勢(shì)仍將延續(xù),??稍偕茉粗茪涫菃为?dú)綠色低碳制氫方式,不但能提高電網(wǎng)靈活性,,而且可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和分配可再生能源,,支持可再生能源更大規(guī)模的發(fā)展。PEM電解水的控制系統(tǒng),,相...