堿性電解水制氫技術被認為是成熟且成本效益比較高的電解水技術。一般采用 KOH 或 NaOH 作為電解液,濃度在 20%~30% 之間,隔膜多采取聚苯硫醚、聚砜等多孔聚合物材料。其原理為在兩個電極之間施以直流電,并用隔膜將陰陽兩極分離開來,在陰極水分子被還原,生成氫氣和氫氧根離子,生成的氫氧根離子穿過隔膜到達陽極,在陽極側失電子析氧,生成氧氣和水。堿性電解水制氫系統主要包括堿性電解槽主體和BOP輔助系統。電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成。PEM電解堆與燃料電池電堆存在極大相似性,大部分PEM電解堆研發工程師也一般具有燃料電池電堆開發經驗。滄州附近電解水制氫設備產量
三種制氫路線:“成本”短期制約,“可持續”長期。氫氣制備方式主要包括化石燃料制氫、工業副產氫和電解水制氫三類。其中電解水制氫是利用水的電解反應制備氫氣的技術,可再生電力制氫稱為“綠氫”,是零碳排、可持續的“路線”,但目前成本仍是制約其普及的瓶頸因素,其規模化應用需要產業鏈各環節推動降本。影響單位制氫成本的主要因素包括電價、單位電耗、設備單價、運行壽命等因素。隨著后續風光發電LCOE下降、電解槽量產降本、效率提升和壽命增加,電解水制氫成本有望逐步接近工業副產氫甚至煤制氫,實現經濟性。甘肅國內電解水制氫設備價格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。
堿性水電解技術(ALK)是指在堿性電解質環境下進行電解水制氫的過程,電解質一般為30%質量濃度的KOH溶液或者26%質量濃度的NaOH溶液。較之于其他制氫技術,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勢和競爭力。堿性電解水制氫技術已有數十年的應用經驗,在20世紀中期就實現了工業化,商業成熟度高,運行經驗豐富,國內一些關鍵設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,易適用于電網電解制氫。但是,該技術使用的電解質是強堿,具有腐蝕性且石棉隔膜不環保,具有一定的危害性。
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。PEM電解槽的電流密度更大,通常在10000?A/m2以上。
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。
PEM電解水制氫的系統響應速度快,適應動態操作。錫林郭勒附近電解水
堿性電解水制氫設備由于電解質的穩定性較好,價格較低,因此在實際應用中使用較為多。滄州附近電解水制氫設備產量
制氫項目的成本問題始終是個繞不過的話題,電費成本占氫氣成本的70-80%,電費成本高限制了各類制氫項目的進展,即便搭配可再生能源電力,也會因為其間歇性的特點配套相關的儲能,增加成本。不管是氫制氨/甲醇/其他,還是可再生能源制氫用于各類應用場景,項目目前還沒有特別好的投資回報率,目前大多數的項目都是綁定著風光資源在進行項目的運作,而電網的接入及電網的承載能力又是一大挑戰。但在這個過程中,由于競爭無比激烈、投入產出比太差的陰影始終籠罩在制氫設備廠家的頭頂,部分企業不再投入資金,部分企業直接退出生產制造,部分企業直接放棄了氫能的征程。滄州附近電解水制氫設備產量