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)點相融合?,F(xiàn)階段的研究重點陰離子交換膜材料開發(fā)和機理研究,主要以國外大學(xué),,國家實驗室等科研機構(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/機構(gòu)正在積***力于AEM水電解槽的開發(fā),為了擴大這項技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用,,仍然需要一些創(chuàng)新與改進(jìn),。國內(nèi)生產(chǎn)的PEM電解槽單槽制氫規(guī)模大約在200 Nm3/h,國外生產(chǎn)的PEM電解槽單槽制氫規(guī)??梢赃_(dá)到500Nm3/h,。淄博國內(nèi)電解水制氫設(shè)備
氫氣具有高能量密度、易于儲存和轉(zhuǎn)化等特點,,被廣泛應(yīng)用于燃料電池,、航空航天、化工等領(lǐng)域,。燃料電池是一種將氫氣和氧氣通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的裝置,,它具有零排放、高效率,、低噪音等優(yōu)點,,被廣泛應(yīng)用于汽車、船舶,、飛機等交通工具,;航空航天領(lǐng)域中,氫氣被用作火箭燃料,,因為它的燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)品是水,,不會對環(huán)境造成污染;化工領(lǐng)域中,,氫氣被用作還原劑,、氫化劑、氫氣焊等,。氫氣是一種易燃易爆的氣體,,因此在制造、儲存和使用過程中需要注意安全,。在制造氫氣的過程中,,需要注意電解槽的設(shè)計、電流密度的控制,、氣體的分離和純化等因素,,以避免火災(zāi)和的發(fā)生,;在儲存和使用氫氣的過程中,需要采取相應(yīng)的安全措施,,如加壓儲存、防爆裝置,、防靜電等,,以確保人員和環(huán)境的安全。河南制氫設(shè)備的廠家排名隨著綠氫產(chǎn)業(yè)備受重視,,帶動電解水制氫設(shè)備需求大幅上漲,,設(shè)備訂單同比也明顯增長。
氫氣,,這一無碳綠色新能源,,憑借其環(huán)保安全、高能量密度,、高轉(zhuǎn)化效率,、豐富儲量以及適用性等特點,在應(yīng)對環(huán)境危機和構(gòu)建清潔低碳能源體系中扮演著至關(guān)重要的角色,。隨著化石燃料資源的日漸枯竭和能源價格的持續(xù)攀升,,尋找廉價且儲量豐富的替代能源制氫已成為當(dāng)務(wù)之急。展望未來,,生物能,、太陽能、風(fēng)能等可再生能源制氫在21世紀(jì)將逐漸嶄露頭角,,但就目前而言,,從天然氣、甲醇,、水等資源中制氫的技術(shù)仍相當(dāng)有競爭力,。值得注意的是,煤制氫因?qū)Νh(huán)境和大氣造成嚴(yán)重污染而不被本項目考慮,,因此不在討論之列,。在選擇國內(nèi)制氫原料路線時,必須綜合考慮原料資源的可獲得性和成本因素,。天然氣制氫工藝雖復(fù)雜但技術(shù)成熟,,甲醇制氫流程簡潔且設(shè)備常見,而水電解制氫則操作簡便至可實現(xiàn)全自動無人值守,。在制氫純度方面,,天然氣和甲醇制氫可達(dá)到999%,而水電解制氫在純度更高時可達(dá)9999%,。同時,,不同制氫方式對場地條件也有不同要求,例如天然氣制氫需考慮管道或槽車供應(yīng)的便捷性,甲醇制氫則原料充足,、運輸儲存方便,,而水電解制氫的場地條件更為寬松。
電解液的電阻受多種因素的影響,。首先是電解液的種類和濃度,。例如,在堿性電解液中,,氫氧化鉀(KOH)濃度的變化會改變電解液的導(dǎo)電性,。一般而言,濃度越高,,離子數(shù)量越多,,導(dǎo)電性越好,電阻越小,,電壓損耗也會相應(yīng)降低,。但是過高的濃度可能會導(dǎo)致其他問題,如腐蝕電極等,。其次是溫度,。溫度升高,電解液中離子的運動速度加快,,離子遷移率增加,,使得電解液的電阻減小。例如,,當(dāng)溫度從20℃升高到80℃時,,氫氧化鉀電解液的電阻會降低,從而減少電壓損耗,。另外,,電解池的幾何結(jié)構(gòu)也會影響電壓損耗。電極間距越大,,離子傳輸?shù)木嚯x越長,,電解液的電阻就越大,電壓損耗也就越大,。同時,,電解池的形狀、電極的大小和排列方式等也會對電解液的電阻產(chǎn)生一定的影響,。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。
氫能也是一種二次能源,。目前,,主流的制氫方式主要有化石燃料重整制氫,、工業(yè)副產(chǎn)氫以及電解水制氫等?;剂现卣茪?,是以天然氣、煤炭等化石原料,,通過蒸汽重整或者部分氧化重整等化學(xué)反應(yīng),,從中提取氫氣,是一種非常重要的制氫方式,,但該生產(chǎn)過程中會伴生大量二氧化碳等溫室氣體排放,因此這種方式產(chǎn)出的氫稱為“灰氫”,;工業(yè)副產(chǎn)氫實際上是“變廢為寶”,,是將化工、鋼鐵等工業(yè)生產(chǎn)流程里產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣,、氯堿尾氣等富含氫氣的副產(chǎn)物,,經(jīng)過凈化、提純操作,,將氫氣分離提取出來,,不過其產(chǎn)量受制于上游工業(yè)規(guī)模與工況。采用PEM水電解制氫技術(shù)建造加氫站現(xiàn)場制備綠氫,。廊坊附近電解水制氫技術(shù)
在制氫設(shè)備加速推陳出新的背后,,電解水制氫設(shè)備領(lǐng)域的投融資呈現(xiàn)不斷高漲的強勁勢頭。淄博國內(nèi)電解水制氫設(shè)備
灰氫是指通過化石燃料(如煤炭,、石油,、天然氣等)燃燒或重整制取的氫氣。在生產(chǎn)過程中,,會釋放大量的二氧化碳,,因此被稱為“灰氫”。這種制氫方式成本較低,,但對環(huán)境影響較大,,是目前全球主要的氫氣生產(chǎn)方式。藍(lán)氫是在灰氫的基礎(chǔ)上,,應(yīng)用碳捕集與封存技術(shù)(CCUS),,將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕獲并封存,從而減少碳排放,。雖然藍(lán)氫的碳排放強度相對較低,,但由于需要額外的碳捕集和封存技術(shù),其生產(chǎn)成本較高,。綠氫目前沒有統(tǒng)一定義,,國內(nèi)俗稱的綠氫就是可再生氫,,即通過使用可再生能源(例如太陽能、風(fēng)能,、核能等非化石能源)制造的氫氣?,F(xiàn)階段電解水是主要的將這些外部能源吸收并生產(chǎn)出氫氣的方式,力爭實現(xiàn)零碳排放,。淄博國內(nèi)電解水制氫設(shè)備