電解水制氫,,這一技術(shù)的**在于水分子在電解槽中的分解過程,。當直流電通過時,水分子被分解為氫離子和氫氧根離子,。隨后,,氫離子在陰極獲得電子,經(jīng)歷還原反應(yīng)生成氫氣,;而氫氧根離子則在陽極失去電子,,發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣。整個過程的化學方程式簡潔明了:2H2O → 2H2 + O2,。堿性電解水制氫:原理:借助堿性電解質(zhì),,如氫氧化鉀或氫氧化鈉,作為導(dǎo)電媒介,,促使水電解在電解槽中順利進行,。特點:該技術(shù)已經(jīng)過長時間的發(fā)展,穩(wěn)定性良好,,且成本相對較低,。但遺憾的是,其反應(yīng)速度較慢,,能量轉(zhuǎn)換效率不高,,同時產(chǎn)生的氫氣純度也需進一步提升。應(yīng)用:堿性電解水制氫技術(shù)主要適用于大型工業(yè)制氫場合,,特別是在電力成本低廉的地區(qū),。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,。寧夏附近電解水制氫設(shè)備銷售
該技術(shù)是指使用質(zhì)子(陽離子)交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)(30%的氫氧化鉀溶液或26%氫氧化鈉溶液),并使用純水作為電解水制氫原料的制氫過程,。和堿性電解水制氫技術(shù)相比,,PEM電解水制氫技術(shù)具有電流密度大、氫氣純度高,、響應(yīng)速度快等優(yōu)點,,并且,PEM電解水制氫技術(shù)工作效率更高,,易于與可再生能源消納相結(jié)合,,是目前電解水制氫的理想方案,。但是由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運行,因此設(shè)備需要使用含貴金屬(鉑,、銥)的電催化劑和特殊膜材料,,導(dǎo)致成本過高,使用壽命也不如堿性電解水制氫技術(shù),。工業(yè)制氫設(shè)備石家莊其優(yōu)點是適用范圍廣,,處理量大,同時沒有任何排放物,,環(huán)保性好,。
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(yīng)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,。
綠氫制取技術(shù)包括利用風電、水電,、太陽能等可再生能源電解水制氫,、太陽能光解水制氫及生物質(zhì)制氫,其中可再生能源電解水制氫是應(yīng)用**廣,、技術(shù)**成熟的方式,。電解水制氫,即通過電能將水分解為氫氣與氧氣的過程,,該技術(shù)可以采用可再生能源電力,,不會產(chǎn)生CO2和其他有毒有害物質(zhì)的排放,從而獲得真正意義上的“綠氫”,。電解水制氫原料為水,、過程無污染,、理論轉(zhuǎn)化效率高、獲得的氫氣純度高,,但該制氫方式需要消耗大量的電能,,其中電價占總氫氣成本的60%~80%。PEM水電解制備的綠氫應(yīng)用于合成氨,、煉油,、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè),。
電解水制氫的操作步驟主要是:第一步,,準備電解槽,將兩個電極分別插入水中,,保持適當間距,,通電后水開始分解。第二步,,選擇合適電極,,通常是一種不容易被氧化的材料,例如鉑或鎢,。第三步,,選用合適電流,通電后應(yīng)選擇合適的電流實現(xiàn)水的電解,,電流的大小取決于反應(yīng)條件和電極的大小,。第四步,產(chǎn)氣收集,,當電極的電流通過水時,,氫氣和氧氣分別分解,并聚集在相應(yīng)電極周圍,,可以用一個導(dǎo)管或管道將產(chǎn)生的氫氣收集起來,。第五步,分離氫氣,,氫氣可以通過壓縮或直接與空氣相接觸來分離收集,。PEM電解水制氫技術(shù)基本成熟,進入了商業(yè)化早期階段,。河南pem電解水制氫成本
國內(nèi)利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項目也相對偏少,。寧夏附近電解水制氫設(shè)備銷售
降低操作電壓的方法總結(jié),主要三個方面:①陰極超電位,;②陽極超電位,;③電阻電壓降。低電密下,,超電壓是主因,,高電密下,,電阻電壓降為主因。1,、提高操作溫度,。減小電解液本身電阻,降低活化超電壓,,降低理論分解電壓,。但要兼顧腐蝕問題。2,、提高操作壓力,。減小電解液含氣度,從而減小實際電阻,,但會引起理論分解電壓上升(相對?。?,、降低電流密度,。減小超電壓,減小電阻電壓降,。但與提高電密減小設(shè)備費,,與提高操作溫度相悖。4,、加大循環(huán)速度,。減小含氣度,減小濃差極化,,使溫度分布均勻以降低電阻率,。但過高作用不。5,、提高催化活性。降低活化超電壓,,減小電阻電壓降,。主要取決于材料性質(zhì)和表面形態(tài)。6,、減小極間距離,。減小電阻電壓降。但要考慮含氣度上升,,以及槽內(nèi)短路打火,。寧夏附近電解水制氫設(shè)備銷售