是指在堿性電解質環境下進行電解水制氫的過程,電解質一般為30%質量濃度的KOH溶液或者26%質量濃度的NaOH溶液。較之于其他制氫技術,堿性電解水制氫可以采用非貴金屬催化劑,且電解槽具有15年左右的長使用壽命,因此具有成本上的優勢和競爭力。堿性電解水制氫技術已有數十年的應用經驗,在20世紀中期就實現了工業化,商業成熟度高,運行經驗豐富,國內一些關鍵設備主要性能指標均接近于國際先進水平,單槽電解制氫量大,易適用于電網電解制氫。但是,該技術使用的電解質是強堿,具有腐蝕性且石棉隔膜不環保,具有一定的危害性。電解槽的基本組成單位是電解池。唐山本地電解水制氫設備企業
陽離子/質子交換膜水電解技術(PEM)是指使用質子(陽離子)交換膜作為固體電解質替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態電解質(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相比,PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優點,并且,PEM電解水制氫技術工作效率更高,易于與可再生能源消納相結合,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境下運行,因此設備需要使用含貴金屬(鉑、銥) 的電催化劑和特殊膜材料,導致成本過高,使用壽命也不如堿性電解水制氫技術。鄭州PEM電解水國內生產的PEM電解槽單槽制氫規模大約在200 Nm3/h,國外生產的PEM電解槽單槽制氫規模可以達到500Nm3/h。
能源短缺和環境惡化,加速推動全球氫能開發,脫碳加氫和清潔高效是百年來能源科技進步的趨勢。PEM電解水制氫是相當有潛力的電解水制氫技術,有望成為“綠電+綠氫”生產模式的主流發展趨勢。興燃科技自主研發的PEM電解水制氫設備,可實現產氫量0.5m3/h-1000m3/h,制氫效率可達78%-84%。產氫純度可達99.999%。自主開發的電解水制氫系統管理系統,實現了電解槽的壓力、溫度、液位、報警連鎖等自動控制,有效的保護了電解槽運行,提升了電解槽使用壽命300%以上。
在雙碳目標驅動下,中國電解水制氫產業發展迅速,產業鏈端入局企業在迅速增加,應用端在逐步突破。中國布局電解水制氫的企業數量快速增加,據統計,電解槽裝備企業數量已超百家,產業鏈相關企業已超二百家。自2021年至今,國內已有接近40款堿性電解槽產品發布。中國已有超過百個在建和規劃中的電解水制氫項目,涵蓋了石油煉化、化工合成、鋼鐵冶煉和交通等多個領域。接近75%的綠氫項目坐落于三北地區,約80%的項目采用堿性電解水制氫技術。但是由于電解過程效率不高,能耗較大,并且需要消耗大量的水資源,因此應用范圍受到一定限制。
制氫設備性能持續優化,但面對未來巨大的綠氫需求,產業仍需持續挖掘技術潛力、進一步提升設備運行水平。李留罐指出:“目前的制氫技術尚不能滿足市場發展需要,企業需要在制氫成本和設備性能方面持續探索攻堅。”“目前,我國電解槽性能在面向綠電這樣的場景時可做到能用,但距離好用還有一定差距,電解槽相關技術創新的空間仍然非常大。”胡駿明提醒,綠電制氫在技術方面還有待進一步探索,包括現有產品如何幫助單一項目提升經濟性并實現盈利,電解槽產品創新還有大量工作需要行業完成。由于PEM電解槽使用純水作為電解原料,產生的氫氣中不會帶入堿霧,有利于提升氫氣品質。張家口工業電解水制氫技術
綠氫產業將在資源稟賦相對較好、應用場景比較豐富的區域率先發展。唐山本地電解水制氫設備企業
壓縮制氫設備是一種通過物理過程令氫氣密度增加,從而實現純化的方法。其通過將自然氣或氣態氫氣經過多重凈化過程后,被送入壓縮機中進行壓縮,壓縮后的氫氣的壓力可以達到700-900bar,從而達到純化的目的。其優點是適用范圍廣,處理量大,同時沒有任何排放物,環保性好。但是由于需要高壓設備,造價較高,并且存在一定安全隱患。綜上所述,常見的制氫設備主要包括水電解制氫設備、膜分離制氫設備和壓縮制氫設備。不同的制氫設備各有優缺點,應用于不同的領域和環境。在未來的研發中,制氫設備不斷迭代升級,有望在能源轉型和氫能產業中發揮更為重要的作用。唐山本地電解水制氫設備企業