是指在堿性電解質(zhì)環(huán)境下進行電解水制氫的過程,電解質(zhì)一般為30%質(zhì)量濃度的KOH溶液或者26%質(zhì)量濃度的NaOH溶液。較之于其他制氫技術(shù),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(yōu)勢和競爭力。堿性電解水制氫技術(shù)已有數(shù)十年的應(yīng)用經(jīng)驗,在20世紀中期就實現(xiàn)了工業(yè)化,商業(yè)成熟度高,運行經(jīng)驗豐富,國內(nèi)一些關(guān)鍵設(shè)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(wǎng)電解制氫。但是,該技術(shù)使用的電解質(zhì)是強堿,具有腐蝕性且石棉隔膜不環(huán)保,具有一定的危害性。但是由于膜材料成本相對較高,加上運行過程中難以處理一些不純凈的物質(zhì),導致其在應(yīng)用范圍上有些受限。呼倫貝爾工業(yè)電解水制氫設(shè)備廠家排名
利用豐富的海水代替淡水作為電解液有望解決淡水消耗的問題。由于海水的中性、緩沖能力弱和高氯離子濃度特點,直接分解未經(jīng)處理的海水仍然是困難的。迫切需要新的科學技術(shù)發(fā)展來指導電解海水以實現(xiàn)可持續(xù)產(chǎn)氫。實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的制氫是終目標,因此,設(shè)計能達到高電流密度的高效、穩(wěn)定的電解海水催化劑尤為重要。此外,海上風電、潮汐和光伏技術(shù)具有豐富的資源和廣闊的前景優(yōu)勢,有望成為未來綠色能源的支柱。海上風電具有風速高、靜默期短、節(jié)約土地資源等優(yōu)點,但也存在著建設(shè)成本高、能源利用率低、交通困難等問題。沿海地區(qū)太陽能資源豐富,可以充分利用水的反射光,提高發(fā)電量。與地面光伏相比,可增加5%-10%,但也存在投資成本高、環(huán)境影響大等問題。因此,海水制氫、海上風電、海洋潮汐發(fā)電和海上光伏發(fā)電都需要以技術(shù)創(chuàng)新的突破為基礎(chǔ),并與未來能源發(fā)展的趨勢相結(jié)合。日照工業(yè)電解水制氫設(shè)備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(yīng)用范圍受到一定限制。
制氫設(shè)備性能持續(xù)優(yōu)化,但面對未來巨大的綠氫需求,產(chǎn)業(yè)仍需持續(xù)挖掘技術(shù)潛力、進一步提升設(shè)備運行水平。李留罐指出:“目前的制氫技術(shù)尚不能滿足市場發(fā)展需要,企業(yè)需要在制氫成本和設(shè)備性能方面持續(xù)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(guān)技術(shù)創(chuàng)新的空間仍然非常大。”胡駿明提醒,綠電制氫在技術(shù)方面還有待進一步探索,包括現(xiàn)有產(chǎn)品如何幫助單一項目提升經(jīng)濟性并實現(xiàn)盈利,電解槽產(chǎn)品創(chuàng)新還有大量工作需要行業(yè)完成。
從近年來發(fā)布的氫能相關(guān)主要國家政策和相關(guān)戰(zhàn)略可以看出:氫能 2020 年列入能源范疇,2022 年上升至國家能源戰(zhàn)略高度,這與提出碳達峰碳中和目標和能源飯碗端在自己手中的指示,與中石化打造氫能公司目標是一致的。目前成熟的電解水技術(shù)為堿水電解和質(zhì)子交換電解。從國際能源署預(yù)測,全球制氫技術(shù)仍以堿性電解水為主。從今年季度國內(nèi)上馬的制氫項目也可以看出全部為堿性電解制氫技術(shù)。2022 年中國堿性電解水制氫設(shè)備的出貨量約 800MW,質(zhì)子交換膜電解水制氫設(shè)備的出貨量約 24MW,在 2021 年基礎(chǔ)上實現(xiàn)翻番,2023 年上半年已公開招標項目裝機規(guī)模超 400MW,絕大多數(shù)均采用堿性水電解制氫技術(shù),預(yù)計 2023 年國內(nèi)電解槽訂單量將超 1GW 水平。傳統(tǒng)的堿性電解槽制氫,主要是以氫氧化鉀為電解質(zhì)。
PEM(Protonexchangemembrane)是質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)的簡稱。和堿性電解水制氫技術(shù)不同,PEM電解水制氫技術(shù)使用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)(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的原料,避免了潛在的堿液污染和腐蝕問題。PEM電解槽運行時,水分子在陽極側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子,生成氧氣和質(zhì)子。隨后,電子通過外電路轉(zhuǎn)導至陰極,質(zhì)子在電場的作用下,通過質(zhì)子交換膜傳導至陰極,并在陰極側(cè)發(fā)生還原反應(yīng),得到電子生成氫氣,反應(yīng)后的氫氣和氧氣將通過陰陽極的雙極板收集并輸送。在電解水制氫設(shè)備的選擇上,需要根據(jù)實際需求和使用場景進行選擇。日照工業(yè)電解水制氫設(shè)備
國內(nèi)利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項目也相對偏少。呼倫貝爾工業(yè)電解水制氫設(shè)備廠家排名
包含電解水電源、電解水電源供電給電解電極組件的電源開關(guān)、與電源開關(guān)并聯(lián)連接的電阻抗部件;在電解水工作過程中,控制電路控制電解水電源開關(guān)閉合,電解水電源通過電源開關(guān)給電解電極組件提供電解水電流;在電解水工作結(jié)束后,控制電路控制電解水電源開關(guān)斷開,電解水電源不再通過電源開關(guān)給電解電極組件提供電解水電流,而是通過與電源開關(guān)并聯(lián)連接的電阻抗部件給電解電極組件提供比電解水工作電流較小的品質(zhì)維持電流。本發(fā)明使得困擾電解水裝置電解后電解水品質(zhì)如何保持的難題,能夠以簡單易行的方法較好解決,尤其是時至飲用電解水增進身體**已經(jīng)成為潮流之際,電解水長時間保持較好品質(zhì),對于增強電解水保養(yǎng)治病效果具有很大意義。基本技術(shù)方案:包括電解水容器、浸泡在電解水容器水中的電解水電極組件、可控電解水電源、控制電路;在電解水工作時,電極組件的極間等效電容被電解電流充電至電壓ur,在電解水工作結(jié)束后,ur會放電對容器中水及電極間隙中儲水作反正常電解水電流方向電解,改變電解水品質(zhì);另外,電解水工作結(jié)束后,電解水品質(zhì)會隨時間而發(fā)生改變;為使電解水工作結(jié)束后電解水不發(fā)生反方向電解并能夠較長時間保持品質(zhì)不發(fā)生改變。呼倫貝爾工業(yè)電解水制氫設(shè)備廠家排名