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石家莊專業電解水制氫設備

來源: 發布時間:2024-10-22

從目前國內外綠氫產能和項目分布來看,我國綠氫產業處于快速起步階段,光伏制氫的裝機和應用規模在近幾年集中爆發,正在運行的電解槽制氫系統多為全新產品或處于設計壽命期內,尚未出現大批量的性能衰減故障或退役等可靠性問題。因此目前國內廠商主要關注制氫系統的能耗、成本等產品參數,電解槽及系統的性能退化與可靠性等方面尚未引起普遍重視。國產制氫系統的一些關鍵零部件,尤其是電解槽隔膜和電極的產能和技術主要來自進口,由于材料和技術受限,多數中小型制氫系統廠商缺乏關鍵材料和零部件的檢驗檢測能力,一些大型企業雖然具備一定的測試能力,從行業整體來看仍處于初級階段,并且新老技術上存在嚴重脫節。燃料電池汽車被視為整個綠氫行業的先導產業,但下一步的關鍵是成本下降,同時帶動更大場景更大規模應用。石家莊專業電解水制氫設備

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氫能近兩年市場規模呈突飛猛進的態勢,呈現出項目規模大、客戶較為集中、要求更專業的特點。客戶群集中在煤化工、石油化工、氣體公司等行業。制氫單位成本 LCOH 仍是限制綠氫普遍應用的關鍵,而作為生命周期達 20 年以上的化工裝置,其運行的安全、穩定對 LCOH 的影響很大。前述客戶群對制氫裝備這一雖具有較長應用歷史,但 2000 年以來一直未大規模應用于降碳場景的技術產品持一定程度的觀望態度,即對設備的壽命、利用率、衰減等關乎裝備安全、穩定、可靠運行的指標十分關注。此外,前述客戶群期望廠商能夠提供這些指標的支撐素材和邏輯,以獲得金融機構的資金支持。

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。固體氧化物電解水制氫設備可以實現高溫、高效率的制氫過程,并且具有較高的穩定性,但是設備成本較高。

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我國的電解水制氫技術起源于蘇聯設備,對其商業應用需追溯到 19 世紀 90 年代。國內大規模的電解水制氫技術以堿水電解制氫為主,該種設備技術流程簡單,操作方便,各項技術指標接近國際水準。堿性水電解通常采用 KOH 作為電解液,電解質的質量濃度一般為 20%-30%以保證電解液具有較高的電導率,并且電解槽需要強制對流。較高的電解槽溫度有利于降低電極反應的過電位和溶液的電阻,但會加劇材料的腐蝕。故電解槽的溫度應綜合考慮以上兩個方面,當前,工業化堿性水電解槽一般在 85℃~95℃下運行。電解槽內的壓力也會對整個水電解過程產生影響。通過加壓可以減少電解槽內氣體體積,使氣體停滯時間縮短,從而提高電解槽內電解液的電導率,當前工業化堿性電解槽工作壓力在 3.2MPa 以內。同時高壓設備無需使用費用較高的氫氣壓縮機,能夠減少啟動成本,近一些高壓設備已經開始得到發展。水電解制氫設備是將水分解成氫和氧的方法,將電流通過水電解槽內的電極,在負極處放電,把水分解成氫和氧。開封電解水制氫設備公司

PEM電解水制氫技術基本成熟,進入了商業化早期階段。石家莊專業電解水制氫設備

目前,我國的PEM電解槽發展和國外水平仍然存在一定差距,國內生產的PEM電解槽單槽比較大制氫規模大約在260標方/小時,而國外生產的PEM電解槽單槽比較大制氫規模可以達到500標方/小時。PEM電解水制氫系統由PEM電解槽和輔助系統(BOP)組成。PEM電解槽由質子交換膜、催化劑、氣體擴散層和雙極板等零部件組裝而成。電解槽的基本組成單位是電解池,一個PEM電解槽包含數十至上百個電解池。質子交換膜電解槽成本中45%是電解電堆、55%是系統輔機;其中電解電堆成本中53%是雙極板;膜電極成本由金屬Pt、金屬Ir、全氯磺酸膜和制備成本四要素組成。由于PEM電解槽的質子交換膜需要150-200微米,在加工的過程中更容易發生腫脹和變形,膜的溶脹率更高,加工難度更大,主要依賴于國外產品。石家莊專業電解水制氫設備