堿性水電解制氫(ALK)設(shè)備技術(shù)成熟,、投資成本低,,是現(xiàn)階段商業(yè)運行的主要設(shè)備,,技術(shù)發(fā)展向擴大設(shè)備規(guī)模、提高寬負荷調(diào)節(jié)能力、保障運行穩(wěn)定等方向發(fā)展,。質(zhì)子交換膜水電解制氫(PEM)設(shè)備成本較高,,但具有能耗低和運行靈活等優(yōu)勢,目前技術(shù)發(fā)展向加大設(shè)備功率,、提高電流密度和降低成本等方向發(fā)展,。陰離子交換膜水電解制氫(AEM)兼具PEM的風光耦合以及堿性槽無貴金屬、價格低的特點,,但是目前AEM膜壽命仍存不確定性,,暫時較難適配工程化需求。固體氧化物水電解制氫(SOEC)具有高效,、可逆,、材料成本低廉等優(yōu)點,但在電解堆集成,、電解槽堆設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化,、電極和封接等材料及技術(shù)仍需重點突破。因此,,SOEC,、AEM等技術(shù)目前還有待進一步研發(fā)以實現(xiàn)商業(yè)化。堿性電解水制氫設(shè)備由于電解質(zhì)的穩(wěn)定性較好,,價格較低,,因此在實際應用中使用較為多。電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量保定
水電解制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣的過程,,可以用下面的化學方程式表示:2H 2O ----->2H2 + O2水電解制氫需要一個電解槽,,其中有兩個電極(陽極和陰極),分別連接到電源的正負極,。水在電解槽中充當電解質(zhì),,可以傳導電流。當通電時,,水在陽極發(fā)生氧化反應,,生成氧氣和正電荷的氫離子(H +)。而在陰極發(fā)生還原反應,,氫離子與負電荷的電子(e -)結(jié)合生成氫氣,。具體的反應如下:陽極反應:2H 2 O -----> O 2 + 4H + + 4e -陰極反應:4H + + 4e - 2H 2水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實際消耗的電能。理想情況下,,水電解制氫只需要1.23 V的電壓,這是水分解為氫氣和氧氣所需的**小熱力學勢差,。但實際上,,由于電極材料、電解質(zhì)、溫度,、壓力,、反應動力學等因素的影響,水電解制氫需要更高的電壓才能進行,,一般在1.8~2.4 V之間,。因此,水電解制氫的效率一般在50~80%之間,。烏海小型電解水制氫設(shè)備企業(yè)PEM電解槽是PEM電解水制氫裝置的重要部分,。
目前,電解水制氫技術(shù)比較成熟,,而且水是一種***存在的資源,,氫氣也是一種清潔的燃料,并不會產(chǎn)生有害的排放物,,所以這是一種可持續(xù)的能源生產(chǎn)方式,,應用比較***。同時,,在電解水制氫的過程,,還可以利用來自可再生能源的電力,比如太陽能,、風能等,,所以,電解水制氫在未來將成為更加環(huán)保和可持續(xù)的能源生產(chǎn)方式此外,,電解水制氫技術(shù)的槽體結(jié)構(gòu)簡單,、易于操作、價格便宜且技術(shù)成熟,,已經(jīng)普遍應用在燃煤電 廠,、燃氣電廠和核電廠的氫冷發(fā)電機補氫上,能夠持續(xù)提供可靠且滿足純度,、濕度要求及用量的氫氣,。
制氫項目的成本問題始終是個繞不過的話題,電費成本占氫氣成本的70-80%,,電費成本高限制了各類制氫項目的進展,,即便搭配可再生能源電力,也會因為其間歇性的特點配套相關(guān)的儲能,,增加成本,。不管是氫制氨/甲醇/其他,還是可再生能源制氫用于各類應用場景,,項目目前還沒有特別好的投資回報率,,目前大多數(shù)的項目都是綁定著風光資源在進行項目的運作,,而電網(wǎng)的接入及電網(wǎng)的承載能力又是一大挑戰(zhàn)。但在這個過程中,,由于競爭無比激烈,、投入產(chǎn)出比太差的陰影始終籠罩在制氫設(shè)備廠家的頭頂,部分企業(yè)不再投入資金,,部分企業(yè)直接退出生產(chǎn)制造,,部分企業(yè)直接放棄了氫能的征程。常見的電解水制氫設(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,。
在電解水制氫時,水發(fā)生電化學反應,,在陰極產(chǎn)生氫氣,,在陽極產(chǎn)生氧氣。純水作為電解質(zhì)時,,為弱電解質(zhì),,電離程度低,且導電能力較差,,因此往往會在水溶液中加入容易電離的電解質(zhì)用于增加電解液的導電性,。堿性電解質(zhì)制氫的效果較好,不會腐蝕電極和電解池中的設(shè)備,,通常采用濃度為20%~30%的KOH或者NaOH溶液作為電解質(zhì),,并且通常用鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽極催化劑,鍍有鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑,,運行時,,施加的電壓一般在1.9 V到2.6 V之間。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_到500Nm3/h。寧夏PEM電解水制氫設(shè)備
PEM電解水制氫是指使用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì),,并使用純水作為電解水制氫的原料的制氫過程,。電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量保定
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年預計有2GW左右的產(chǎn)能;到2025年預計有10GW的產(chǎn)能,;到2030年預計有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的增幅,預計2030年在130GW左右,。電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量保定