在直流電作用下，水分子在陰極發(fā)生還原反應，生成氫氣和氫氧根離子（OH–），氫氧根離子在電場和氫氧側濃度差的作用下穿過隔膜到達陽極，在陽極一側發(fā)生析氧反應，生成氧氣和水。電解槽裝配時浸沒在高濃度（20%~30%）的KOH 溶液中，此時離子電導率比較大，主要缺點是電解液具有腐蝕性，NaOH 和NaCl 溶液也可作電解液，但不常用。堿槽的電解池分成兩個電極，電極將氣密隔膜分開。由于隔膜的阻礙，氫氣和氧氣不會通過隔膜混合在一起，但是電解液卻可以通過隔膜進入另一側。制氫系統(tǒng)運行時，氫氣和堿液的混合液以及氧氣與堿液的混合液分別經過氣水分離器，將氣體和溶液分離，堿液回流至電解槽，氫氣和氧氣分別進入純化裝置提純后進行收集。壓縮制氫設備是一種通過物理過程令氫氣密度增加，從而實現(xiàn)純化的方法。烏海國內電解水制氫設備公司

現(xiàn)在世界上每年消耗的氫氣在5000萬噸左右，其中96%來自化石能源，*4%來自電解水，而且所用的電也并非全部來自可再生能源。綠氫是統(tǒng)籌解決全球氣候變化、能源安全與傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級的重要措施，伴隨著以綠色低碳為特征的能源產業(yè)和技術變革在世界范圍內興起，綠氫發(fā)展將不斷加速。發(fā)展綠色氫能也是促進我國實現(xiàn)“雙碳”目標，加快我國發(fā)展方式綠色轉型的強勁動力。主要表現(xiàn)在：能源維度：利用本土可再生能源制氫，降低化石能源進口依賴，優(yōu)化能源結構，提升能源自給與穩(wěn)定性。環(huán)境層面：助力各行業(yè)脫碳，尤其助力高排放行業(yè)達成碳中和，減少污染排放，改善大氣質量。經濟領域：催生產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)新興產業(yè)，推動傳統(tǒng)產業(yè)低碳升級，創(chuàng)造大量就業(yè)崗位，促進區(qū)域協(xié)調發(fā)展。技術方面：激發(fā)多領域技術創(chuàng)新，增強自主創(chuàng)新力，利于國際合作交流，提升國際能源領域話語權。青島專業(yè)電解水電解水制氫作為目前制取綠氫主要的方式，市場規(guī)模正不斷擴大。

堿性電解水技術是電解水技術中發(fā)現(xiàn)得早的，也是目前電解水技術中為成熟的。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。

PEM電解水制氫：原理：采用質子交換膜作為固體電解質，以純水為電解原料，通過直流電實現(xiàn)水電解。特點：該技術具有高電流密度、高純度氫氣、快速響應以及高工作效率等優(yōu)勢。然而，其設備成本相對較高，且需要在強酸性和高氧化性的環(huán)境下運行。應用：PEM電解水制氫技術特別適用于需要高純度氫氣的領域，例如燃料電池汽車加氫站、食品工業(yè)以及半導體制造等。此外，其迅速響應的特性也使其非常適合與可再生能源結合使用。電解水制氫系統(tǒng)涵蓋了多個關鍵組件，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)。

從常遠的角度來看，通過電解水制取的綠色氫氣是未來發(fā)展的主旋律，光伏產生的富余綠色電力用來電解水，制備成氫氣，并存儲起來。這種模式是目前人類為理想的綠色能源組合方式。我國發(fā)展光伏和氫能源，可以有效降低溫室氣體的排放，是碳中和和碳達峰的宏偉目標的重要舉措。同時，由于氫能源的存儲和運輸可以跨越時間和地點，當未來十幾年后，我國的能源安全就能得到更好的保障。電解水制取氫氣的過程中沒有溫室氣體的排放，屬于綠氫，是比較符合人類環(huán)保要求的一種氫氣制取方式。電解水制氫主要有四種技術路線：堿性電解水制氫（ALK）、質子交換膜電解水制氫（PEM）、固體氧化物電解水制氫（SOEC）、陰離子交換膜電解水制氫（AEM）。而酸性電解水制氫設備因為其高效、高純度的氫氣產出而備受關注，但是設備價格和穩(wěn)定性相對較差。電解制氫河南

PEM水電解制備的綠氫應用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè)。烏海國內電解水制氫設備公司

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)。烏海國內電解水制氫設備公司