目前，我國(guó)的PEM電解槽發(fā)展和國(guó)外水平仍然存在一定差距，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)模大約在260標(biāo)方/小時(shí)，而國(guó)外生產(chǎn)的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)模可以達(dá)到500標(biāo)方/小時(shí)。PEM電解水制氫系統(tǒng)由PEM電解槽和輔助系統(tǒng)(BOP)組成。PEM電解槽由質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)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(gè)PEM電解槽包含數(shù)十至上百個(gè)電解池。質(zhì)子交換膜電解槽成本中45%是電解電堆、55%是系統(tǒng)輔機(jī)；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I(mǎi)r、全氯磺酸膜和制備成本四要素組成。由于PEM電解槽的質(zhì)子交換膜需要150-200微米，在加工的過(guò)程中更容易發(fā)生腫脹和變形，膜的溶脹率更高，加工難度更大，主要依賴(lài)于國(guó)外產(chǎn)品。但是由于電解過(guò)程效率不高，能耗較大，并且需要消耗大量的水資源，因此應(yīng)用范圍受到一定限制。內(nèi)蒙古PEM電解水制氫設(shè)備公司

在電解水制氫過(guò)程中，由于水是一種弱電解質(zhì)，一般會(huì)添加其他電解質(zhì)。電解質(zhì)的選擇會(huì)影響制氫設(shè)備的使用壽命、能源消耗和成本。根據(jù)電解質(zhì)的不同，可分為堿性溶液、質(zhì)子交換膜、固體氧化物、小分子溶液、海水等。堿性溶液電解質(zhì)成本低、腐蝕性高、設(shè)備壽命短，是比較成熟的技術(shù)。質(zhì)子膜電解質(zhì)具有效率高、成本高等特點(diǎn)，是一種較為成熟的技術(shù)。固體氧化物電解質(zhì)耐久性差，啟動(dòng)速度慢，目前仍處于測(cè)試階段。利用小分子溶液和海水作為電解質(zhì)的技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)用性，但仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段。在電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要研究電解質(zhì)與催化劑的相容性，以及電解質(zhì)與能量波動(dòng)的相容性。未來(lái)對(duì)氫能的需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，因此水電解用的電解質(zhì)引起了廣泛的關(guān)注。研究人員正在從不同的角度對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行深度研究。阿拉善PEM電解水制氫設(shè)備廠家PEM電解水制氫技術(shù)基本成熟，進(jìn)入了商業(yè)化早期階段。

水電解制氫中一般要求運(yùn)行在穩(wěn)定或接近穩(wěn)定的電力輸入下以保障整體性能和可靠性，而可再生能源包括風(fēng)和太陽(yáng)能具有波動(dòng)性的天然特征，這導(dǎo)致可再生能源電力無(wú)法完全用于制氫，不利于實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用。目前堿性電解槽表現(xiàn)出一定的波動(dòng)性負(fù)荷跟隨能力，如允許在 30%－110%比例的額定制氫功率區(qū)間內(nèi)運(yùn)行，但缺乏長(zhǎng)期的示范驗(yàn)證。尤其是當(dāng)輸入電力波動(dòng)性變化時(shí)，電解槽內(nèi)溫度、電位等參數(shù)發(fā)生瞬態(tài)變化，水或堿液等傳質(zhì)響應(yīng)滯后，導(dǎo)致局部高溫或高電勢(shì)，可能對(duì)電極、隔膜等材料造成不可逆損害，從而影響制氫性能，削減電解槽壽命。基于波動(dòng)性對(duì)電解槽的工況－材料－結(jié)構(gòu)－性能影響規(guī)律，進(jìn)行正向設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，研究緩解策略，提升電解槽抵抗電源波動(dòng)能力，從而增加可再生能源利用率，對(duì)于降低電解水制氫成本、推動(dòng)規(guī)模化應(yīng)用具有重要意義。

電力約占?xì)錃馍a(chǎn)總成本的80%。因此，將電解水制氫技術(shù)與高效、經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染的可再生能源發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，具有很大的發(fā)展和應(yīng)用空間。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已成為日益成熟的技術(shù)，能源效率已達(dá)到95%以上，發(fā)電成本也相對(duì)較低。如果考慮到煤電成本和運(yùn)輸?shù)韧顿Y的環(huán)境污染，風(fēng)力發(fā)電成本要低于煤電。潮汐能是一種新型的環(huán)保海洋能源，它可以減少CO?，NO?、粉塵等排放。由于潮汐電站的建設(shè)和運(yùn)行，可能對(duì)周邊地區(qū)的生態(tài)造成不利影響。因此，運(yùn)維成本將會(huì)增加。對(duì)于光伏發(fā)電，各地已提供了一系列鼓勵(lì)發(fā)展的稅收優(yōu)惠措施，如減稅和稅收抵免。然而，光伏發(fā)電需要大量的土地來(lái)布局光伏組件，這可能會(huì)影響當(dāng)?shù)氐耐恋乩煤蜕鷳B(tài)，增加成本。雖然光伏發(fā)電是一種清潔能源，但在光伏組件的制造和加工過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一些環(huán)境污染和廢物，這需要額外的人力和物力來(lái)妥善處理和管理，也意味著成本的增加。PEM電解水制氫的系統(tǒng)響應(yīng)速度快，適應(yīng)動(dòng)態(tài)操作。

傳統(tǒng)的堿性電解槽制氫，主要是以氫氧化鉀為電解質(zhì)。特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)就是這個(gè)技術(shù)非常成熟，很簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本現(xiàn)在比較低，因?yàn)橐呀?jīng)用了很多年，雖然規(guī)模不是很大。但是它的缺點(diǎn)是能量效率低和規(guī)模較小，過(guò)去因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)業(yè)很小，沒(méi)有很多人真正去投入力量進(jìn)行研發(fā)。目前比較大 ALK 電解槽可以做到 3000 標(biāo)方每小時(shí)。大型堿水電解槽還處于起步階段，設(shè)計(jì)和集成水平還需要進(jìn)一步提高。從電化學(xué)理論分析隔膜電阻占整個(gè)電解槽的歐姆電阻份額很大。通過(guò)對(duì)影響隔氣性和電流密度的因素分析，復(fù)合隔膜應(yīng)具有韌性好、機(jī)械強(qiáng)度大，可以做得更薄；親水性強(qiáng)，降低面電阻以提高電流密度；采用電解液物理運(yùn)輸和離子跳躍機(jī)制相結(jié)合的方式達(dá)到電解液的高滲透，氣體的低滲透，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全性。因此開(kāi)發(fā)新型隔膜材料勢(shì)在必行。電解水制氫系統(tǒng)主要由電解槽、電源系統(tǒng)、氣體分離與純化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等組成。菏澤國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備

PEM電解槽的單位成本仍然遠(yuǎn)高于堿性電解槽。內(nèi)蒙古PEM電解水制氫設(shè)備公司

堿性電解水在生產(chǎn)占有率和制氫成本方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)。電解水技術(shù)的主要指標(biāo)包括：電流密度、負(fù)載范圍、氣體純度、電解效率、使用壽命、設(shè)備價(jià)格和動(dòng)態(tài)響應(yīng)幾個(gè)方面。堿性水技術(shù)的痛點(diǎn)是電流密度低能耗效率低和隔氣性差，特別是波動(dòng)情況下的隔氣性，存在本質(zhì)安全性問(wèn)題。隨著堿性電解水技術(shù)的發(fā)展，隔膜材料已經(jīng)發(fā)展了三代，早期的石棉隔膜，目前規(guī)模應(yīng)用的 PPS 隔膜，逐漸出現(xiàn)了隔氣性、穩(wěn)定性好，能耗低的復(fù)合隔膜材料。國(guó)內(nèi)外比較好技術(shù)為西班牙 AGFA 公司的 Zirfon 復(fù)合膜和國(guó)內(nèi)碳能科技公司的復(fù)合隔膜。內(nèi)蒙古PEM電解水制氫設(shè)備公司