電解水的工藝流程包括水的凈化,、電解槽的設(shè)計,、電流密度的控制、氣體的分離和純化等過程,。具體流程如下:1.水的凈化:在電解水之前,,需要對水進(jìn)行凈化處理,去除其中的雜質(zhì)和離子,,以保證電解效率和氫氣的純度,。2.電解槽的設(shè)計:電解槽的設(shè)計需要考慮到電解效率、能耗,、耐腐蝕性能等因素,,一般采用的是具有高效電解效果和良好耐腐蝕性能的材料,。3.電流密度的控制:電流密度是影響電解效率和氫氣純度的重要因素,一般采用的是0.1~0.5 A/cm2的電流密度,。4.氣體的分離和純化:在電解水過程中,氫氣和氧氣會同時產(chǎn)生,,需要通過分離和純化的方法將氫氣和氧氣分開,,并去除其中的雜質(zhì)和水分,以得到純凈的氫氣,。PEM電解槽無需嚴(yán)格控制膜兩側(cè)壓力,,具有快速啟動停止和快速功率調(diào)節(jié)響應(yīng)的優(yōu)勢。烏海本地電解水制氫設(shè)備公司
電解水制氫:電解水制氫中,,電耗和折舊構(gòu)成其主要成本,。估算基準(zhǔn)情形下堿性和PEM電解水制氫單位成本分別為21.85和25.29元/kg,電耗成本分別占總成本的86%和70%,。從產(chǎn)能布局來看,,中國和歐洲企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模,主要參與者積極擴(kuò)產(chǎn),。從出貨規(guī)模來看,,考克利爾競立、派瑞氫能和隆基氫能居國內(nèi)企業(yè)梯隊,。GGII統(tǒng)計,,2022年我國電解水制氫設(shè)備出貨量722MW(含出口同比增長106%??伎死麪柛偭⒊鲐?30MW,,排名維持。目前全球氫氣生產(chǎn)以化石燃料制氫為主,,清潔制氫存在替代空間,。未來清潔制氫方案將成為主要增量,電解水制氫產(chǎn)量將從2021年的不到4萬噸大幅增長至6170萬噸,;耦合CCUS的化石燃料制氫產(chǎn)量將從2021年的60萬噸增長至3300萬噸,,清潔制氫方案將成為主流。開封電解水制氫設(shè)備銷售電解槽的基本組成單位是電解池,。
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,,主要以國外大學(xué),,國家實驗室等科研機(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)勢是不存在金屬陽離子,不會產(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)和催化劑動力學(xué)需要優(yōu)化,。AEM電解水技術(shù)處于千瓦級的發(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)大這項技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用,,仍然需要一些創(chuàng)新與改進(jìn)。
我國的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的相關(guān)文件是相對較保守的數(shù)據(jù),,因為根據(jù)目前的一些項目規(guī)劃來看,,國內(nèi)的電解水制氫市場的發(fā)展和規(guī)劃文件來相比有較大差距。氫能聯(lián)盟的100GW目標(biāo)是實現(xiàn)碳中和的重要前提,,以此來分析,,可以看出:目前國內(nèi)已有的電解水制氫設(shè)備總計產(chǎn)能在1GW左右;到2023年預(yù)計有2GW左右的產(chǎn)能,;到2025年預(yù)計有10GW的產(chǎn)能,;到2030年預(yù)計有100GW的產(chǎn)能。如果在此基礎(chǔ)上增加國內(nèi)廠家出口到國外的一些數(shù)據(jù),,世界所有國家對國內(nèi)電解水制氫設(shè)備的需求量還會有相應(yīng)的增幅,,預(yù)計2030年在130GW左右。PEM電解槽是PEM電解水制氫裝置的重要部分,。
電解質(zhì)一般為30%質(zhì)量濃度的KOH溶液或者26%質(zhì)量濃度的NaOH溶液,。堿性電解水制氫系統(tǒng)主要包括堿性電解槽主體和輔助系統(tǒng)(BOP)。堿性電解槽主體由端壓板,、密封墊,、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成,,電解槽包括數(shù)十甚至上百個電解小室,,由螺桿和端板把這些電解小室壓在一起形成圓柱狀或正方形,每個電解小室以相鄰的2個極板為分界,,包括正負(fù)雙極板,、陽極電極、隔膜,、密封墊圈,、陰極電極6個部分。堿性電解槽主要成本構(gòu)成為:電解電堆組件45%和系統(tǒng)輔機(jī)55%,;電解槽成本中55%是膜片及膜組件。PEM電解水制氫裝置輔助系統(tǒng)包括四大系統(tǒng):電源供應(yīng)系統(tǒng),、氫氣干燥純化系統(tǒng),、去離子水系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。鄂爾多斯電解水制氫技術(shù)
其優(yōu)點(diǎn)是簡單易用,,可以用于小型化應(yīng)用,,并且獲取的氫氣純度高,可以達(dá)到99.999%以上,。烏海本地電解水制氫設(shè)備公司
該技術(shù)是指使用質(zhì)子(陽離子)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)致成本過高,使用壽命也不如堿性電解水制氫技術(shù),。烏海本地電解水制氫設(shè)備公司