PEM電解水制氫：原理：采用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)，以純水為電解原料，通過直流電實(shí)現(xiàn)水電解。特點(diǎn)：該技術(shù)具有高電流密度、高純度氫氣、快速響應(yīng)以及高工作效率等優(yōu)勢(shì)。然而，其設(shè)備成本相對(duì)較高，且需要在強(qiáng)酸性和高氧化性的環(huán)境下運(yùn)行。應(yīng)用：PEM電解水制氫技術(shù)特別適用于需要高純度氫氣的領(lǐng)域，例如燃料電池汽車加氫站、食品工業(yè)以及半導(dǎo)體制造等。此外，其迅速響應(yīng)的特性也使其非常適合與可再生能源結(jié)合使用。電解水制氫系統(tǒng)涵蓋了多個(gè)關(guān)鍵組件，包括電解槽、電源系統(tǒng)、氣體分離與純化模塊、冷卻體系以及控制系統(tǒng)等。其中，電解槽作為系統(tǒng)的**，其功能在于將水高效地電解為氫氣和氧氣。PEM電解水制氫裝置輔助系統(tǒng)包括四大系統(tǒng)：電源供應(yīng)系統(tǒng)、氫氣干燥純化系統(tǒng)、去離子水系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。呼倫貝爾工業(yè)電解水制氫設(shè)備廠家

堿性電解水技術(shù)是電解水技術(shù)中發(fā)現(xiàn)得早的，也是目前電解水技術(shù)中為成熟的。其原理可以簡(jiǎn)單地描述為：在兩個(gè)電極之間施以直流電，并用隔膜將陰陽(yáng)兩極分離開來，在陽(yáng)極，OH-發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，在陰極，H+被還原生成氫氣，如圖 1-1 所示。通常高比表面的鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽(yáng)極催化劑，并在上面負(fù)載錳、鎢和釕的氧化物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%的 KOH 或者 Na OH 溶液作為電解液，鍍有高比表面鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑，運(yùn)行時(shí)，槽壓一般在 1.9 V 到 2.6 V 之間。鄂爾多斯電解水制氫設(shè)備銷售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(fā)工程師也一般具有燃料電池電堆開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

2023年全球電解水制氫項(xiàng)目開始向大型化、萬(wàn)噸級(jí)發(fā)展。據(jù)能景研究統(tǒng)計(jì)，2023年1月至12月全球新增建成的電解水制氫項(xiàng)目中，千噸級(jí)以上氫氣產(chǎn)能的項(xiàng)目數(shù)量占比增大，由上一年度同期的約12%提升到了29%。其中，2023年全球至少3項(xiàng)達(dá)到了萬(wàn)噸級(jí)氫氣產(chǎn)能，其中規(guī)模比較大的是中國(guó)中石化新疆庫(kù)車綠氫項(xiàng)目，氫氣產(chǎn)能約2萬(wàn)噸/年，電解槽裝機(jī)260MW。另有1萬(wàn)噸/年氫氣產(chǎn)能項(xiàng)目2項(xiàng)，分別為中國(guó)的三峽集團(tuán)內(nèi)蒙古納日松光伏制氫項(xiàng)目，電解槽裝機(jī)70MW；巴西比較大氮肥企業(yè)Unigel位于卡馬薩里的一期綠氨項(xiàng)目（設(shè)計(jì)產(chǎn)能1萬(wàn)噸/年），電解槽裝機(jī)60MW。

電解水制氫系統(tǒng)主要由電解槽、分離器、洗滌器、冷卻器、供水、加堿等設(shè)備組成。電解槽是電解水制氫系統(tǒng)的**設(shè)備，為了降低水的電阻，提高電解效率，必須在水中加入NaOH或KOH電解質(zhì)，配成30%左右的堿液注入電解槽。制氫環(huán)節(jié)是雙碳目標(biāo)的提出使“綠氫”成為減碳脫碳的重要途徑。其中，電解水制氫是重要的制取綠氫的方法。電解水制氫規(guī)模的提升，也使電解槽市場(chǎng)迅速增長(zhǎng)。根據(jù)HengCe（恒策咨詢）的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，2023年全球水電解制氫設(shè)備市場(chǎng)銷售額達(dá)到了11.96億美元，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到171.4億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為45.6%（2024-2030）。地區(qū)層面來看，中國(guó)市場(chǎng)在過去幾年變化較快，2023年市場(chǎng)規(guī)模為百萬(wàn)美元，約占全球的%，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到百萬(wàn)美元，屆時(shí)全球占比將達(dá)到%。國(guó)內(nèi)利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項(xiàng)目也相對(duì)偏少。

電解水制氫系統(tǒng)的性能指標(biāo)涵蓋了制氫效率、氫氣純度、能耗以及設(shè)備壽命等多個(gè)方面。制氫效率是評(píng)估系統(tǒng)性能的**指標(biāo)，它體現(xiàn)了系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)化為氫氣所蘊(yùn)含化學(xué)能的能力。而氫氣純度則直接關(guān)乎其使用價(jià)值和安全性能。此外，系統(tǒng)的能耗狀況會(huì)影響其運(yùn)行成本，而設(shè)備壽命則決定了系統(tǒng)的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益。隨著可再生能源的迅猛發(fā)展和氫能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)壯大，電解水制氫技術(shù)正面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇。展望未來，該技術(shù)將向著更高效率、更優(yōu)經(jīng)濟(jì)性以及更加環(huán)保的方向持續(xù)進(jìn)步。同時(shí)，隨著技術(shù)革新和成本的不斷降低，電解水制氫有望在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和推廣。綜上所述，電解水制氫系統(tǒng)作為一種重要的制氫方式，不僅具有廣闊的應(yīng)用前景，還蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＭㄟ^持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，電解水制氫技術(shù)將為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)重要力量。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用，可以用于小型化應(yīng)用，并且獲取的氫氣純度高，可以達(dá)到99.999%以上。濰坊PEM電解水制氫設(shè)備

PEM電解水制氫是制取綠氫的主要技術(shù)路線之一，與可再生能源適配度高，是極具潛力的制氫技術(shù)。呼倫貝爾工業(yè)電解水制氫設(shè)備廠家

雖然堿性水電解工業(yè)化比較成熟，但其缺點(diǎn)也很明顯，首先，效率低，即使有隔膜的存在，陽(yáng)極生成的氧氣也會(huì)擴(kuò)散到陰極，擴(kuò)散到陰極的氧氣又被還原成水，使得電解效率變低，而且穿越到陰極的氧氣會(huì)帶來很嚴(yán)重的安全隱患。其次，電解器能承受的電流密度有限，因?yàn)橐后w電解質(zhì)和隔膜存在，使得電解器難以在高電流密度的條件下運(yùn)行。再次，由于采用液體電解質(zhì)，高壓條件下運(yùn)行也難以實(shí)現(xiàn)，不利于運(yùn)行管理。雖然堿性電解水技術(shù)有明顯的不足，但是其應(yīng)用成本低，仍是工業(yè)應(yīng)用中的重點(diǎn)。目前越來越多的精力去研究開發(fā)堿性條件下的固體電解質(zhì)聚合物薄膜代替溶液電解質(zhì)和隔膜，實(shí)現(xiàn)堿性離子隔膜水電解（AEMWE，anion exchange membrane water electrocatalysis），能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)堿性水電解的不足。呼倫貝爾工業(yè)電解水制氫設(shè)備廠家