與堿性水電解制氫相比,PEM水電解制氫工作電流密度更高(?1A/cm2),,總體效率更高(74%~87%),,氫氣體積分?jǐn)?shù)更高(>99.99%),產(chǎn)氣壓力更高(3~4MPa),,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度更快,,能適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性,被認(rèn)為是極具發(fā)展前景的水電解制氫技術(shù),。目前PEM水電解制氫技術(shù)已在加氫站現(xiàn)場(chǎng)制氫,、風(fēng)電等可再生能源電解水制氫、儲(chǔ)能等領(lǐng)域得到示范應(yīng)用并逐步推廣。過去5年電解槽成本已下降了40%,,但是投資和運(yùn)行成本高仍然是PEM水電解制氫亟待解決的主要問題,,這與目前析氧、析氫電催化劑只能選用貴金屬材料密切相關(guān),。為此降低催化劑與電解槽的材料成本,,特別是陰、陽極電催化劑的貴金屬載量,,提高電解槽的效率和壽命,是PEM水電解制氫技術(shù)發(fā)展的研究重點(diǎn),。水電解制氫是否屬于清潔氫,,要根據(jù)電網(wǎng)電力的種類來判斷。江蘇MW級(jí)電解水先進(jìn)公司
堿性水電解制氫電解槽隔膜主要由石棉組成,,起分離氣體的作用,。陰極、陽極主要由金屬合金組成,,如Ni-Mo合金等,,分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣。工業(yè)上堿性水電解槽的電解液通常采用KOH溶液,,質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%~30%,,電解槽操作溫度70~80℃,工作電流密度約0.25A/cm2,,產(chǎn)生氣體壓力0.1~3.0MPa,,總體效率62%~82%。堿性水電解制氫技術(shù)成熟,,投資,、運(yùn)行成本低,但存在堿液流失,、腐蝕,、能耗高等問題。水電解槽制氫設(shè)備開發(fā)是國內(nèi)外堿性水電解制氫研究熱點(diǎn),??稍偕茉醇铀侔l(fā)展使得大規(guī)模消納可再生能源成為突出問題。河北全氟磺酸電解水制作系統(tǒng)堿性電解水技術(shù)較為成熟,,但無法快速調(diào)節(jié)制氫速度,,與可再生能源適配性較差。
為此降低貴金屬Pt,、Pd載量,,開發(fā)適應(yīng)酸性環(huán)境的非貴金屬析氫催化劑成為研究熱點(diǎn)。膜電極中析氫、析氧電催化劑對(duì)整個(gè)水電解制氫反應(yīng)十分重要,。理想電催化劑應(yīng)具有抗腐蝕性,、良好的比表面積、氣孔率,、催化活性,、電子導(dǎo)電性、電化學(xué)穩(wěn)定性以及成本低廉,、環(huán)境友好等特征,。陰極析氫電催化劑處于強(qiáng)酸性工作環(huán)境,易發(fā)生腐蝕,、團(tuán)聚,、流失等問題,為保證電解槽性能和壽命,,析氫催化劑材料選擇耐腐蝕的Pt,、Pd貴金屬及其合金為主。現(xiàn)有商業(yè)化析氫催化劑Pt載量為0.4~0.6mg/cm2,,貴金屬材料成本高,,阻礙PEM水電解制氫技術(shù)快速推廣應(yīng)用。
作為水電解槽膜電極的中心部件,,質(zhì)子交換膜電解水電解水不但傳導(dǎo)質(zhì)子,,隔離氫氣和氧氣,而且還為催化劑提供支撐,,其性能的好壞直接決定水電解槽的性能和使用壽命,。長期被國外少數(shù)廠家壟斷,質(zhì)子交換膜電解水電解水價(jià)格高達(dá)幾百~幾千美元/m2,。為降低膜成本,,提高膜性能,國內(nèi)外重點(diǎn)攻關(guān)改性全氟磺酸質(zhì)子交換膜電解水電解水,、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜電解水電解水和無氟質(zhì)子交換膜電解水電解水,。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑,。通過引入無機(jī)組分制備有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜電解水電解水,,使其兼具有機(jī)膜柔韌性和無機(jī)膜良好熱性能、化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)性能,,成為近幾年的研究熱點(diǎn),。通常,活性越高的金屬,,其在水電解過程中越容易溶解,,穩(wěn)定性越差,。
隨著可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量不斷上升、比例不斷增加,、可再生能源電力價(jià)格不斷下降,;同時(shí),結(jié)合碳稅,、碳交易等利好政策,,水電解制氫的經(jīng)濟(jì)性將明顯提高;而且,,利用可再生能源電力的水電解制氫具備幾乎碳零排放的優(yōu)勢(shì),,因此在各種制氫方式中,水電解制氫的占比將大幅提升,,成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手?,F(xiàn)階段,CO2捕集,、封存技術(shù)(CCS)和CO2捕集、利用,、封存技術(shù)(CCUS)因成本過高,,暫時(shí)不具備經(jīng)濟(jì)性。而為了實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo),,未來以化石能源制氫的方式勢(shì)必要受到限制或部分被清潔制氫方式取代,。所開發(fā)的催化劑及相關(guān)器件的性能與工業(yè)應(yīng)用之間仍存在一定的差距。河北風(fēng)能電解水制作系統(tǒng)
析氧反應(yīng)(OER)在水分解,,CO2還原和可再生電燃料電池等各種電化學(xué)系統(tǒng)的陽極反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用,。江蘇MW級(jí)電解水先進(jìn)公司
吸附氧化機(jī)理(AEM)和晶格氧反應(yīng)機(jī)理(LOM)是在酸性介質(zhì)中被認(rèn)為較合理的兩種機(jī)理。催化劑通過哪一機(jī)理發(fā)生催化反應(yīng),選擇單位點(diǎn)還是雙位點(diǎn)途徑和材料本身的電子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,結(jié)晶度好的氧化物幾乎沒有缺陷,,傾向于采用AEM,,在單個(gè)活性金屬位點(diǎn)上通過*OOH中間體,即所謂的酸堿途徑,,或者在兩個(gè)相鄰的金屬位點(diǎn)上,,通過*O中間體,即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價(jià)的鈣鈦礦中,,晶格氧機(jī)理發(fā)生在遭受水親核攻擊的單個(gè)活性氧位點(diǎn)或通過兩個(gè)相鄰反應(yīng)晶格氧原子的直接耦合,,產(chǎn)生的氧空位將被水分子或大量氧原子補(bǔ)充,同時(shí)由此產(chǎn)生的不飽和金屬位點(diǎn)更容易溶解,帶來催化劑穩(wěn)定性問題,。江蘇MW級(jí)電解水先進(jìn)公司
蘇州鈞希新能源科技有限公司發(fā)展規(guī)模團(tuán)隊(duì)不斷壯大,,現(xiàn)有一支專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì),各種專業(yè)設(shè)備齊全,。致力于創(chuàng)造***的產(chǎn)品與服務(wù),,以誠信,、敬業(yè)、進(jìn)取為宗旨,,以建Fumatech,富馬泰科,富馬,鈞希產(chǎn)品為目標(biāo),,努力打造成為同行業(yè)中具有影響力的企業(yè)。公司以用心服務(wù)為重點(diǎn)價(jià)值,,希望通過我們的專業(yè)水平和不懈努力,,將新能源科技領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)推廣,、技術(shù)轉(zhuǎn)讓,、技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù),;新能源汽車設(shè)計(jì),、銷售、租賃,;銷售:機(jī)械設(shè)備,、電子產(chǎn)品、五金交電,、家用電器,;租賃:機(jī)械設(shè)備;企業(yè)管理服務(wù),;自營和代理各類商品及技術(shù)的進(jìn)出口業(yè)務(wù),。等業(yè)務(wù)進(jìn)行到底。自公司成立以來,,一直秉承“以質(zhì)量求生存,,以信譽(yù)求發(fā)展”的經(jīng)營理念,始終堅(jiān)持以客戶的需求和滿意為重點(diǎn),,為客戶提供良好的電解水膜,,質(zhì)子交換膜,陰離子交換膜,,氫健康產(chǎn)品,,從而使公司不斷發(fā)展壯大。