主流電解水制氫技術(shù)堿性電解水制氫：技術(shù)成熟，已商業(yè)化，但存在電流密度低、氣體交叉混合等問題。通過采用微間隙或零間隙結(jié)構(gòu)可提升效率，未來應開發(fā)低成本非貴金屬催化劑。質(zhì)子交換膜電解水制氫：具有高電流密度、高氣體純度等優(yōu)點，但成本高、材料腐蝕問題突出。研究聚焦于開發(fā)非貴金屬催化劑，降低成本并提高材料耐腐蝕性。陰離子交換膜電解水制氫：成本效益高，但處于起步階段，膜材料性能和設備應用有待探索。未來需優(yōu)化非貴金屬催化劑，開發(fā)新型納米結(jié)構(gòu)材料。固體氧化物電解水制氫：高溫下效率高，但穩(wěn)定性和耐久性不足。研究重點是開發(fā)新型材料和催化劑，解決高溫下的穩(wěn)定性問題。取決于功率的大小，一個PEM電解槽包含數(shù)十甚至上百個電解池。廊坊小型電解水制氫設備公司

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。其原理可以簡單地描述為：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，在陽極，OH-發(fā)生氧化反應生成氧氣，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極催化劑，并在上面負載錳、鎢和釕的氧化物，質(zhì)量分數(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，運行時，槽壓一般在 1.9 V 到 2.6 V 之間。滄州專業(yè)電解水制氫設備廠家電解水制氫系統(tǒng)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。

堿性電解水技術(shù)比較大的缺點在于工作電流密度較低、電解槽效率不高、占地面積大。特別在冬季，設備需要經(jīng)過較長時間預熱，啟動時間大概需要2 h。不過堿性電解水電解槽、隔膜等設備、材料的加工、制備工藝在我國已經(jīng)基本成熟，產(chǎn)業(yè)鏈相對完善，是目前在我國**適合規(guī)模化的技術(shù)路線。通過調(diào)研了解，目前國內(nèi)比較大單槽制氫規(guī)模已經(jīng)達到 3000 Nm3/h，電解槽直流電耗比較低可以達到4.2 kW·h/Nm3。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(cè)失電子析氧，生成氧氣和水。

電解的本質(zhì)：電能推動電解質(zhì)溶液中的水分子在電極上發(fā)生電化學反應，生成氫氣與氧氣。理論電量：根據(jù)法拉第定律，電極反應產(chǎn)物的質(zhì)量與通入的電量成正比，制取1Nm3氫氣和0.5Nm3氧氣需要的電量為2390Ah，即1mol氫和0.5mol氧的理論電量為53.6Ah。電壓要求：要進行電解，必須在一對電極上加上一定的直流電壓，使電流流過電解槽。U=E+IR+ηH+ηO（操作電壓=水的理論分解電壓+電解電流x電解總電阻+氫超電壓+氧超電壓）。總電阻電壓IR（歐姆損失）由V液、V隔、V極、V接共同組成，當電解材料良好時，操作正常時，后3項影響很小，所以，操作電壓主要包括理論分解電壓、超電壓和電解液電壓損失。極間電壓或小室電壓，一般為1.8~2.5V。由于PEM電解槽使用純水作為電解原料，產(chǎn)生的氫氣中不會帶入堿霧，有利于提升氫氣品質(zhì)。

理論分解電壓：不計任何損耗，只考慮水的自由能變化(電功)，該電壓用于克服電解產(chǎn)生的可逆電動勢電解水的理論分解電壓是1.23V。不過在實際操作中，由于電極極化、溶液電阻等因素，實際分解電壓往往大于理論分解電壓。實際分解電壓：一般在1.8-2.0V左右。超電壓：電流通過電極時產(chǎn)生極化現(xiàn)象，使電極電位偏離平衡值，此偏離值即為超電壓。產(chǎn)生原因：(1)濃差極化:電極過程某些步驟遲緩，使電極表面附近的反應物離子濃度低于電解液中的濃度，電極電位偏離平衡電位。高電流密度下容易出現(xiàn)，但實際電解溫度較高且循環(huán)，所以可忽略不計。(2)活化極化:參加電極反應的某些粒子缺少活化能來完成電子轉(zhuǎn)移，使陽極上氧化反應難以釋放電子，陰極上還原反應難以吸收電子，電極電位偏離平衡電位。低電流密度下容易出現(xiàn)。而酸性電解水制氫設備因為其高效、高純度的氫氣產(chǎn)出而備受關(guān)注，但是設備價格和穩(wěn)定性相對較差。濰坊PEM電解水制氫設備公司

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。廊坊小型電解水制氫設備公司

甲醇與水在一定的溫度和壓力下，通過催化劑的作用，發(fā)生催化裂解反應和一氧化碳變換反應，終產(chǎn)生氫氣與二氧化碳的混合氣體。這個反應系統(tǒng)相當復雜，涉及多個組分和反應。主要反應包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氫氣，以及一氧化碳與水反應生成二氧化碳和氫氣。經(jīng)過換熱、冷凝和分離后，可以得到氫含量約為74%、二氧化碳含量約為5%以及一氧化碳含量約為5%的轉(zhuǎn)化氣。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率高達95%以上，未反應的原料則循環(huán)使用。隨后，轉(zhuǎn)化氣通過變壓吸附裝置進行分離提純，從而獲得高純度的氫氣。PSA變壓吸附工藝是氫氣分離的重要方法。它利用氣體組份在吸附床中的吸附特性差異，實現(xiàn)氫氣的分離提純。在固定吸附床中，通過充填吸附劑，含氫混合氣體在特定壓力下進入吸附床。由于不同組份的吸附特性不同，它們會在吸附床的不同位置形成吸附富集區(qū)。強吸附組份（如二氧化碳）會富集在吸附床的入口端，而弱吸附組份（如氫氣）則會富集在出口端。通過這種方式，可以實現(xiàn)氫氣的有效分離提純。PSA變壓吸附技術(shù)能夠制取出純度高達99%~999%的氫氣。廊坊小型電解水制氫設備公司