堿性水電解制氫(ALK)設備技術成熟、投資成本低,是現階段商業運行的主要設備,技術發展向擴大設備規模、提高寬負荷調節能力、保障運行穩定等方向發展。質子交換膜水電解制氫(PEM)設備成本較高,但具有能耗低和運行靈活等優勢,目前技術發展向加大設備功率、提高電流密度和降低成本等方向發展。陰離子交換膜水電解制氫(AEM)兼具PEM的風光耦合以及堿性槽無貴金屬、價格低的特點,但是目前AEM膜壽命仍存不確定性,暫時較難適配工程化需求。固體氧化物水電解制氫(SOEC)具有高效、可逆、材料成本低廉等優點,但在電解堆集成、電解槽堆設計結構優化、電極和封接等材料及技術仍需重點突破。因此,SOEC、AEM等技術目前還有待進一步研發以實現商業化。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。電解水制氫設備產量保定
水電解制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣的過程,可以用下面的化學方程式表示:2H 2O ----->2H2 + O2水電解制氫需要一個電解槽,其中有兩個電極(陽極和陰極),分別連接到電源的正負極。水在電解槽中充當電解質,可以傳導電流。當通電時,水在陽極發生氧化反應,生成氧氣和正電荷的氫離子(H +)。而在陰極發生還原反應,氫離子與負電荷的電子(e -)結合生成氫氣。具體的反應如下:陽極反應:2H 2 O -----> O 2 + 4H + + 4e -陰極反應:4H + + 4e - 2H 2水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實際消耗的電能。理想情況下,水電解制氫只需要1.23 V的電壓,這是水分解為氫氣和氧氣所需的**小熱力學勢差。但實際上,由于電極材料、電解質、溫度、壓力、反應動力學等因素的影響,水電解制氫需要更高的電壓才能進行,一般在1.8~2.4 V之間。因此,水電解制氫的效率一般在50~80%之間。烏海小型電解水制氫設備企業PEM電解槽是PEM電解水制氫裝置的重要部分。
目前,電解水制氫技術比較成熟,而且水是一種***存在的資源,氫氣也是一種清潔的燃料,并不會產生有害的排放物,所以這是一種可持續的能源生產方式,應用比較***。同時,在電解水制氫的過程,還可以利用來自可再生能源的電力,比如太陽能、風能等,所以,電解水制氫在未來將成為更加環保和可持續的能源生產方式此外,電解水制氫技術的槽體結構簡單、易于操作、價格便宜且技術成熟,已經普遍應用在燃煤電 廠、燃氣電廠和核電廠的氫冷發電機補氫上,能夠持續提供可靠且滿足純度、濕度要求及用量的氫氣。
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。常見的電解水制氫設備包括堿性電解水制氫設備、酸性電解水制氫設備和固體氧化物電解水制氫設備。
在電解水制氫時,水發生電化學反應,在陰極產生氫氣,在陽極產生氧氣。純水作為電解質時,為弱電解質,電離程度低,且導電能力較差,因此往往會在水溶液中加入容易電離的電解質用于增加電解液的導電性。堿性電解質制氫的效果較好,不會腐蝕電極和電解池中的設備,通常采用濃度為20%~30%的KOH或者NaOH溶液作為電解質,并且通常用鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽極催化劑,鍍有鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑,運行時,施加的電壓一般在1.9 V到2.6 V之間。國內生產的PEM電解槽單槽制氫規模大約在200 Nm3/h,國外生產的PEM電解槽單槽制氫規模可以達到500Nm3/h。寧夏PEM電解水制氫設備
PEM電解水制氫是指使用質子交換膜作為固體電解質,并使用純水作為電解水制氫的原料的制氫過程。電解水制氫設備產量保定
我國的氫能產業規劃的相關文件是相對較保守的數據,因為根據目前的一些項目規劃來看,國內的電解水制氫市場的發展和規劃文件來相比有較大差距。氫能聯盟的100GW目標是實現碳中和的重要前提,以此來分析,可以看出:目前國內已有的電解水制氫設備總計產能在1GW左右;到2023年預計有2GW左右的產能;到2025年預計有10GW的產能;到2030年預計有100GW的產能。如果在此基礎上增加國內廠家出口到國外的一些數據,世界所有國家對國內電解水制氫設備的需求量還會有相應的增幅,預計2030年在130GW左右。電解水制氫設備產量保定