水電解制氫設備是一種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。其優點是簡單易用,可以用于小型化應用,并且獲取的氫氣純度高,可以達到99.999%以上。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,因此應用范圍受到一定限制。膜分離制氫設備是一種利用高選擇性分離膜過濾氫氣的方法。該設備通過特定的膜過濾技術,將氫氣從混合氣體中分離出來。其優點是運行穩定、可靠性高、處理量大,同時不需要消耗大量水資源,并且節能環保。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,導致其在應用范圍上有些受限。
電解水制氫技術主要分為堿性電解水制氫和質子交換膜(PEM)電解水制氫兩種。興安盟工業電解水
和堿性電解水制氫技術相比,PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優點。PEM電解槽的電流密度更大,通常在10000 A/m2以上。PEM電解槽的產氫純度通常在99.99%左右。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。另外,質子交換膜的氣體滲透率低,這有助于避免氫氣和氧氣的氣體交叉滲透現象。PEM電解槽無需嚴格控制膜兩側壓力,具有快速啟動停止和快速功率調節響應的優勢,適用于可再生能源發電波動性輸入。保定電解水制氫設備廠家其優點是簡單易用,可以用于小型化應用,并且獲取的氫氣純度高,可以達到99.999%以上。
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。
目前中國的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200Nm3/h,而國外生產的PEM電解槽單槽比較大制氫規模可以達到500Nm3/h。相比國外,國內利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項目也相對偏少。國內大多數工業級可再生能源電解水制氫應用項目仍然以堿性水電解為主。總之,PEM電解水制氫技術基本成熟,進入了商業化早期階段。但PEM電解水制氫技術仍然存在成本高的問題,性能和耐久性也有待提升,未來需要聚焦質子交換膜、電催化劑、氣體擴散層與雙極板等關鍵技術,進一步降低成本,提升商業化程度。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。
堿性電解水在生產占有率和制氫成本方面具有巨大的優勢。電解水技術的主要指標包括:電流密度、負載范圍、氣體純度、電解效率、使用壽命、設備價格和動態響應幾個方面。堿性水技術的痛點是電流密度低能耗效率低和隔氣性差,特別是波動情況下的隔氣性,存在本質安全性問題。隨著堿性電解水技術的發展,隔膜材料已經發展了三代,早期的石棉隔膜,目前規模應用的 PPS 隔膜,逐漸出現了隔氣性、穩定性好,能耗低的復合隔膜材料。國內外比較好技術為西班牙 AGFA 公司的 Zirfon 復合膜和國內碳能科技公司的復合隔膜。電解水制氫系統的性能指標主要包括制氫效率、氫氣純度、能耗以及設備壽命等。保定電解水制氫設備廠家
電解水制氫的基本原理是在直流電的作用下,水分子在電解槽中被分解成氫離子和氫氧根離子。興安盟工業電解水
發明人發現:在電解水裝置電解水工作結束后,電解水裝置中電解電極組件所在的電解容器內電解水重要品質指標例如ph值、含氫量數值會較快發生變化,這個問題影響了電解水應用。本發明人經過長期研究,找到了產生問題的原因,并提出本方法,較好解決了在電解水裝置電解水工作結束后較好保持電解水品質的問題。技術實現要素:本發明提出在電解水裝置電解水工作結束后保持電解水品質的方法,其特征是: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;另外,電解水工作結束后,電解水品質會隨時間而發生改變;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,控制電路控制可控電解電源繼續給電解電極組件提供一定的品質維持電流,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。所述可控電解水電源。興安盟工業電解水