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,。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發(fā)經(jīng)驗,。泰安小型電解水制氫設備廠家

陰離子交換膜電解水技術(AEM)AEM是較為新興的電解水制氫技術,，尚處于研發(fā)階段。備受關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。現(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,，國家實驗室等科研機構主導（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)構和催化劑動力學需要優(yōu)化,。AEM電解水技術處于千瓦級的發(fā)展階段,，在全球范圍內(nèi)，一些研究組織/機構正在積***力于AEM水電解槽的開發(fā),，為了擴大這項技術的商業(yè)應用,，仍然需要一些創(chuàng)新與改進。河南本地電解水制氫設備公司取決于功率的大小,，一個PEM電解槽包含數(shù)十甚至上百個電解池,。

在直流電作用下，水分子在陰極發(fā)生還原反應,，生成氫氣和氫氧根離子（OH–）,，氫氧根離子在電場和氫氧側(cè)濃度差的作用下穿過隔膜到達陽極，在陽極一側(cè)發(fā)生析氧反應,，生成氧氣和水,。電解槽裝配時浸沒在高濃度（20%~30%）的KOH 溶液中，此時離子電導率比較大,，主要缺點是電解液具有腐蝕性,，NaOH 和NaCl 溶液也可作電解液，但不常用,。堿槽的電解池分成兩個電極,，電極將氣密隔膜分開。由于隔膜的阻礙,，氫氣和氧氣不會通過隔膜混合在一起,，但是電解液卻可以通過隔膜進入另一側(cè)。制氫系統(tǒng)運行時,，氫氣和堿液的混合液以及氧氣與堿液的混合液分別經(jīng)過氣水分離器,，將氣體和溶液分離，堿液回流至電解槽,，氫氣和氧氣分別進入純化裝置提純后進行收集,。

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成為：電解電堆組件45%和系統(tǒng)輔機55%；電解槽成本中55%是膜片及膜組件,。堿性電解水制氫設備由于電解質(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,。

電解水制氫系統(tǒng)主要由電解槽,、分離器、洗滌器,、冷卻器,、供水、加堿等設備組成,。電解槽是電解水制氫系統(tǒng)的**設備,，為了降低水的電阻，提高電解效率,，必須在水中加入NaOH或KOH電解質(zhì),，配成30%左右的堿液注入電解槽。制氫環(huán)節(jié)是雙碳目標的提出使“綠氫”成為減碳脫碳的重要途徑,。其中,，電解水制氫是重要的制取綠氫的方法。電解水制氫規(guī)模的提升,，也使電解槽市場迅速增長,。根據(jù)HengCe（恒策咨詢）的統(tǒng)計及預測，2023年全球水電解制氫設備市場銷售額達到了11.96億美元,，預計2030年將達到171.4億美元,，年復合增長率（CAGR）為45.6%（2024-2030）。地區(qū)層面來看,，中國市場在過去幾年變化較快,，2023年市場規(guī)模為百萬美元，約占全球的%,，預計2030年將達到百萬美元,，屆時全球占比將達到%,。PEM電解槽的產(chǎn)氫純度通常在99.99%左右。烏海國內(nèi)電解水制氫設備廠家排名

燃料電池汽車被視為整個綠氫行業(yè)的先導產(chǎn)業(yè),，但下一步的關鍵是成本下降,，同時帶動更大場景更大規(guī)模應用。泰安小型電解水制氫設備廠家

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,。泰安小型電解水制氫設備廠家