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。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。阿拉善附近電解水制氫設備公司
在電解水制氫過程中,由于水是一種弱電解質,一般會添加其他電解質。電解質的選擇會影響制氫設備的使用壽命、能源消耗和成本。根據電解質的不同,可分為堿性溶液、質子交換膜、固體氧化物、小分子溶液、海水等。堿性溶液電解質成本低、腐蝕性高、設備壽命短,是比較成熟的技術。質子膜電解質具有效率高、成本高等特點,是一種較為成熟的技術。固體氧化物電解質耐久性差,啟動速度慢,目前仍處于測試階段。利用小分子溶液和海水作為電解質的技術具有很強的實用性,但仍處于實驗研究階段。在電解質的開發過程中,需要研究電解質與催化劑的相容性,以及電解質與能量波動的相容性。未來對氫能的需求將繼續增長,因此水電解用的電解質引起了廣泛的關注。研究人員正在從不同的角度對電解質進行深度研究。洛陽國內電解水制氫設備產量PEM電解水制氫的系統響應速度快,適應動態操作。
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。
風能是一種很有前途的可再生能源,它能減少溫室氣體排放和對化石燃料的依賴。然而,作為一種天然能源,速率可變和不穩定性是風能的固有性質。可變和不穩定是由于不同天氣條件引起的隨機變化。風力發電每天都在變化,也被認為是高度間歇性的,因為它的輸出取決于風速、大氣條件和其他因素,這種間歇性對電網運營商確定給定時刻的可用電量提出了挑戰。對于風能的不穩定性,可以采用一種可再生能源的組合系統,即太陽能、風能、潮汐等多種能源的協同組合。該組合系統一般能產生更可靠的電力,且優于系統,提高了效率和可靠性。例如,風能和太陽能的協同效應可以較好地緩解風能和太陽能各自發電的不穩定性。未來需要開發出更多更優的組合可再生能源系統。PEM電解槽的單位成本仍然遠高于堿性電解槽。
電解水制氫,即通過電能將水分解為氫氣與氧氣的過程,該技術可以采用可再生能源電力,不會產生CO2和其他有毒有害物質的排放,從而獲得真正意義上的“綠氫”。電解水制氫原料為水、過程無污染、理論轉化效率高、獲得的氫氣純度高,但該制氫方式需要消耗大量的電能,其中電價占總氫氣成本的60%~80%。實際來看,綠氫制備的技術路線有多種,包括:堿性水電解技術(ALK)、陽離子/質子交換膜水電解技術(PEM)、固體氧化物水電解技術(SOEC)、陰離子交換膜電解水技術(AEM)。在制氫設備加速推陳出新的背后,電解水制氫設備領域的投融資呈現不斷高漲的強勁勢頭。濟寧本地電解水制氫設備廠家排名
而酸性電解水制氫設備因為其高效、高純度的氫氣產出而備受關注,但是設備價格和穩定性相對較差。阿拉善附近電解水制氫設備公司
制氫效率方面,行業成熟產品的直流電耗普遍在4.5kWh/Nm3左右,隆基氫能發布的Hi1系列電解槽可以實現4.3、4.1kWh/Nm3的直流電耗,可以行業水平。單體裝備制氫量方面,隆基氫能、718所、NEL、西門子、Mcphy等廠家均推出了15MW左右的單體制氫裝備,有效降低了制氫裝備成本。制氫壓力方面,部分廠家如NEL、蒂森克虜伯、西門子采用常壓配套壓縮機方案滿足終端用氫需求,部分廠家如隆基氫能、718所采用中壓配套壓縮機方案滿足終端用氫需求,部分廠家如Sunfire、Mcphy、西門子及大部分PEM廠家采用3Mpa左右的制氫壓力配套壓縮機方案滿足終端用氫需求。行業尚未形成清晰的制氫壓力方向,不同廠家技術理念也各不相同,應結合不同壓力方案的成本、性能、可靠性差異選擇合適的一種。 阿拉善附近電解水制氫設備公司