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(chē)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,。常見(jiàn)的電解水制氫設(shè)備包括堿性電解水制氫設(shè)備、酸性電解水制氫設(shè)備和固體氧化物電解水制氫設(shè)備,。山西工業(yè)電解水制氫技術(shù)
電解水的設(shè)備主要包括電解槽,、電源和電極等組成。其中,,電解槽是將水分解成氫氣和氧氣的主要裝置,,一般采用的是聚合物電解槽或金屬電解槽。聚合物電解槽具有體積小,、重量輕,、耐腐蝕、絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn),,但是其耐高溫,、高壓、高電流密度等方面的性能較差,;金屬電解槽則具有耐高溫,、高壓、高電流密度等優(yōu)點(diǎn),,但是其重量較大,、成本較高、耐腐蝕性能較差,。因此,,在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體情況選擇合適的電解槽。電源是電解水過(guò)程中不可或缺的組成部分,,它提供給電解槽所需的電能,。在電源的選擇上,一般使用的是直流電源,,因?yàn)殡娊馑枰氖侵绷麟娔?,而交流電源?huì)導(dǎo)致電解槽中的電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),從而影響電解效果,。電極是電解水過(guò)程中起到催化作用的重要組成部分,,它可以促進(jìn)水分子的電解反應(yīng),從而提高電解速度和效率。電極的材料一般采用的是鉑,、鈀,、銥、銠等貴金屬或其合金,,因?yàn)檫@些材料具有較好的電化學(xué)催化性能,。赤峰PEM電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量PEM電解堆與燃料電池電堆存在極大相似性,大部分PEM電解堆研發(fā)工程師也一般具有燃料電池電堆開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),。
三種制氫路線:“成本”短期制約,,“可持續(xù)”長(zhǎng)期。氫氣制備方式主要包括化石燃料制氫,、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫三類(lèi),。其中電解水制氫是利用水的電解反應(yīng)制備氫氣的技術(shù),可再生電力制氫稱為“綠氫”,,是零碳排,、可持續(xù)的“路線”,但目前成本仍是制約其普及的瓶頸因素,,其規(guī)?;瘧?yīng)用需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)推動(dòng)降本。影響單位制氫成本的主要因素包括電價(jià),、單位電耗,、設(shè)備單價(jià)、運(yùn)行壽命等因素,。隨著后續(xù)風(fēng)光發(fā)電LCOE下降,、電解槽量產(chǎn)降本、效率提升和壽命增加,,電解水制氫成本有望逐步接近工業(yè)副產(chǎn)氫甚至煤制氫,,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。
灰氫是指通過(guò)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(guò)程中,,會(huì)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(duì)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(guò)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(qiáng)度相對(duì)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(méi)有統(tǒng)一定義,,國(guó)內(nèi)俗稱的綠氫就是可再生氫,,即通過(guò)使用可再生能源(例如太陽(yáng)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(zhēng)實(shí)現(xiàn)零碳排放,。隨著綠氫產(chǎn)業(yè)備受重視,,帶動(dòng)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(zhǎng),。
PEM電解水制氫:原理:采用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì),以純水為電解原料,,通過(guò)直流電實(shí)現(xiàn)水電解,。特點(diǎn):該技術(shù)具有高電流密度、高純度氫氣,、快速響應(yīng)以及高工作效率等優(yōu)勢(shì),。然而,其設(shè)備成本相對(duì)較高,,且需要在強(qiáng)酸性和高氧化性的環(huán)境下運(yùn)行,。應(yīng)用:PEM電解水制氫技術(shù)特別適用于需要高純度氫氣的領(lǐng)域,例如燃料電池汽車(chē)加氫站,、食品工業(yè)以及半導(dǎo)體制造等,。此外,其迅速響應(yīng)的特性也使其非常適合與可再生能源結(jié)合使用,。電解水制氫系統(tǒng)涵蓋了多個(gè)關(guān)鍵組件,,包括電解槽、電源系統(tǒng),、氣體分離與純化模塊,、冷卻體系以及控制系統(tǒng)等。其中,,電解槽作為系統(tǒng)的**,,其功能在于將水高效地電解為氫氣和氧氣。電解槽的基本組成單位是電解池,。興安盟PEM電解水制氫設(shè)備銷(xiāo)售
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。山西工業(yè)電解水制氫技術(shù)
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,。山西工業(yè)電解水制氫技術(shù)