電解水制氫就是利用電力將水分解成氫氣和氧氣的化學反應過程。電解水的反應公式為:2H2O→2H2+O2,反應需要利用電流作為驅動力。具體來說,將兩根電極插入水中,通電時,陰陽極上分別析出氫氣和氧氣,隨后通過氣體分離器分離收集。電解槽是實現電解水制氫的設備,它可以將直流電通過電極分解電解質溶液,并將電解產物分離出來。電解槽的類型多樣,常用的有對流式電解槽、膜法電解槽等。電源是電解水制氫的重要組成部分,需要提供足夠的電流和電壓以保證反應能夠正常進行。一般采用直流電源,其電壓和電流的大小取決于電解槽的大小和反應條件。PEM電解水制氫是制取綠氫的主要技術路線之一,與可再生能源適配度高,是極具潛力的制氫技術。山東電解水制氫設備產量
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。山東電解水制氫設備產量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。
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。
為使電解水工作結束后電解水不發生反方向電解并能夠較長時間保持品質不發生改變,采取如下控制工藝:在電解水工作結束后,控制電路4控制可控電解電源3繼續給電解電極組件2提供一定值的品質維持電流,電流方向與電解水工作電流方向相同,比電解水工作電流較小,以免于長時間較大電流影響電解水品質變差或者耗電較大。為本發明在電解水裝置電解水工作結束后保持電解水品質的方法,其特征為:電解水容器1、浸泡在電解水容器水中的電解水電極組件2、控制電路4、可控電解水電源7(虛線框內)包含電解水電源3、電解水電源供電給電解電極組件的電源開關5、與電源開關并聯連接的電阻抗部件6;在電解水工作過程中,控制電路4控制電解水電源開關5閉合,電解水電源通過電源開關5給電解電極組件2提供電解水電流;在電解水工作結束后,控制電路4控制電解水電源開關5斷開,電解水電源3不再通過電源開關5給電解電極組件2提供電解水電流,而是通過與電源開關5并聯連接的電阻抗部件6給電解電極組件2提供比電解水工作電流較小的品質維持電流。本發明在電解水裝置電解水工作結束后保持電解水品質的方法不限于上述實施例1、2形式的裝置,而是可以應用于任何發揮其技術功能特征的裝置中。PEM電解槽的電流密度更大,通常在10000?A/m2以上。
海外 PEM 技術裝備應用較國內更。這主要源于國內 ALK 廠家強大的成本管控能力,即海外廠商 PEM 電解槽較 ALK 電解槽價格差異遠小于國內廠商 PEM 電解槽較 ALK 電解槽價格差異。海外電解槽呈現出標準化趨勢較國內更強。國內 ALK 產品多為定制交付模式,產品規格變化較多,客戶需求也不固定。國內央企參與為主的大型示范項目一定程度上推動制氫裝備廠家進行功能創新,如多對一的大規模制氫撬塊,低電耗制氫裝備等。海外制氫裝備多為固定規格、固定設計,從電解小室,到電解槽、氣液分離框架、電氣設備均為標準版本。這兩種模式各有利弊,未來的發展方向存在一定不確定性。采用PEM水電解制氫技術建造加氫站現場制備綠氫。秦皇島電解水制氫設備廠家
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。山東電解水制氫設備產量
在政策及市場需求帶動下,近幾個月來,電解水制氫設備相關新產品不斷推出。今年6月,中船派瑞氫能鄂爾多斯首臺套2000Nm3/h電解槽在伊旗正式下線;同月,宏澤(江蘇)科技股份有限公司和宏澤海槿(江蘇)氫能源科技有限公司在江陰市臨港開發區發布了100-2000Nm3/h的Hz系列堿性水制氫電解槽,并同時下線了我國首臺2000Nm3/h常壓堿性水制氫電解槽,壽命可達20年以上。7月,氫晨科技發布自主研發的兆瓦級大功率質子交換膜電解槽,單槽額定制氫量250標方/時,可在5%-150%的寬功率輸入范圍內穩定運行。海德氫能也于近日推出堿性電解制氫系統“氫舟”,額定直流電耗在4.0-4.3kWh/Nm3,實現20%-110%的負荷范圍。山東電解水制氫設備產量