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(xué)方程式表示：2H 2O ----->2H2 + O2水電解制氫需要一個(gè)電解槽，其中有兩個(gè)電極（陽極和陰極）,，分別連接到電源的正負(fù)極,。水在電解槽中充當(dāng)電解質(zhì),，可以傳導(dǎo)電流。當(dāng)通電時(shí),，水在陽極發(fā)生氧化反應(yīng),，生成氧氣和正電荷的氫離子（H +）。而在陰極發(fā)生還原反應(yīng),，氫離子與負(fù)電荷的電子（e -）結(jié)合生成氫氣,。具體的反應(yīng)如下：陽極反應(yīng)：2H 2 O -----> O 2 + 4H + + 4e -陰極反應(yīng)：4H + + 4e - 2H 2水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實(shí)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(xué)勢差。但實(shí)際上,，由于電極材料,、電解質(zhì)、溫度,、壓力,、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等因素的影響，水電解制氫需要更高的電壓才能進(jìn)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(yàn)。泰安小型電解水制氫設(shè)備廠家

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?，F(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(shí)驗(yàn)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(duì)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(huì)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(dòng)力學(xué)需要優(yōu)化。AEM電解水技術(shù)處于千瓦級(jí)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(xiàng)技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用,，仍然需要一些創(chuàng)新與改進(jìn),。河南本地電解水制氫設(shè)備公司取決于功率的大小，一個(gè)PEM電解槽包含數(shù)十甚至上百個(gè)電解池,。

在直流電作用下,，水分子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，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(dá)陽極,，在陽極一側(cè)發(fā)生析氧反應(yīng)，生成氧氣和水,。電解槽裝配時(shí)浸沒在高濃度（20%~30%）的KOH 溶液中,，此時(shí)離子電導(dǎo)率比較大，主要缺點(diǎn)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(gè)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(huì)通過隔膜混合在一起,，但是電解液卻可以通過隔膜進(jìn)入另一側(cè),。制氫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，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(jìn)入純化裝置提純后進(jìn)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(gè)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(gè)電解小室以相鄰的2個(gè)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(gè)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。堿性電解水制氫設(shè)備由于電解質(zhì)的穩(wěn)定性較好,，價(jià)格較低,，因此在實(shí)際應(yīng)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(shè)備組成。電解槽是電解水制氫系統(tǒng)的**設(shè)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(biāo)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(jì)及預(yù)測,，2023年全球水電解制氫設(shè)備市場銷售額達(dá)到了11.96億美元，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到171.4億美元,，年復(fù)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(yù)計(jì)2030年將達(dá)到百萬美元，屆時(shí)全球占比將達(dá)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(shè)備廠家排名

燃料電池汽車被視為整個(gè)綠氫行業(yè)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，但下一步的關(guān)鍵是成本下降,，同時(shí)帶動(dòng)更大場景更大規(guī)模應(yīng)用,。泰安小型電解水制氫設(shè)備廠家

在電解水制氫時(shí)，水發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),，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(shí),，為弱電解質(zhì),，電離程度低，且導(dǎo)電能力較差,，因此往往會(huì)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(dǎo)電性,。堿性電解質(zhì)制氫的效果較好，不會(huì)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(yùn)行時(shí),，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(shè)備廠家