目前,,氫氣的制取有三種較為成熟的技術(shù)路線:1,、以煤炭、天然氣為的化石原料制氫,,該技術(shù)路線的成本較低,、技術(shù)成熟,,但存在大量溫室氣體的排放,企業(yè)有:中國石化,、中國石油等,;2、以焦?fàn)t煤氣,、氯堿尾氣為的工業(yè)副產(chǎn)制氫,,該技術(shù)路線成本較低,但存在受到原料供應(yīng)和地點(diǎn)的限制,,企業(yè)有:美錦能源,、鎮(zhèn)洋發(fā)展等;3、以堿性電解槽和質(zhì)子交換膜電解槽為的電解水制氫,,該技術(shù)路線成本較高,,制氫成本受限于電價,企業(yè)有:隆基綠能,、陽光電源,、寶豐能源等。在未來的研發(fā)中,,制氫設(shè)備不斷迭代升級,,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。包頭pem電解水制氫缺點(diǎn)
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。然而,,其設(shè)備成本相對較高,,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,。保定附近電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量傳統(tǒng)的堿性電解槽制氫,,主要是以氫氧化鉀為電解質(zhì),。
綠氫制取技術(shù)包括利用風(fēng)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%,。
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(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)和催化劑動力學(xué)需要優(yōu)化。AEM電解水技術(shù)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(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),。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),。
水電解制氫有不同的類型,主要根據(jù)使用的電解質(zhì)和傳導(dǎo)的離子種類來區(qū)分,。常見的有以下幾種:-質(zhì)子交換膜(PEM)水電解:使用固態(tài)聚合物膜作為電解質(zhì),,傳導(dǎo)H +離子。具有高效率,、高純度,、低溫度、低壓力等優(yōu)點(diǎn),,但也有成本高,、壽命短、易堵塞等缺點(diǎn),。-堿性水電解:使用液態(tài)堿性溶液(如NaOH或KOH)作為電解質(zhì),,傳導(dǎo)OH -離子。具有成本低,、壽命長,、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),,但也有效率低,、純度差、高溫度,、高壓力等缺點(diǎn),。固體氧化物(SOEC)水電解:使用固態(tài)陶瓷材料作為電解質(zhì),,傳導(dǎo)O 2-離子。具有高效率,、高純度,、可逆性等優(yōu)點(diǎn),但也有成本高,、壽命短,、高溫度(700~800℃)等缺點(diǎn)。燃料電池汽車被視為整個綠氫行業(yè)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),,但下一步的關(guān)鍵是成本下降,,同時帶動更大場景更大規(guī)模應(yīng)用。煙臺專業(yè)電解水制氫技術(shù)
在制氫設(shè)備加速推陳出新的背后,,電解水制氫設(shè)備領(lǐng)域的投融資呈現(xiàn)不斷高漲的強(qiáng)勁勢頭,。包頭pem電解水制氫缺點(diǎn)
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(yīng)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(fēng)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(yīng)用在燃煤電 廠,、燃?xì)怆姀S和核電廠的氫冷發(fā)電機(jī)補(bǔ)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,。包頭pem電解水制氫缺點(diǎn)