陽離子/質子交換膜水電解技術(PEM)該技術是指使用質子(陽離子)交換膜作為固體電解質替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(30%的氫氧化鉀溶液或26%氫氧化鈉溶液),并使用純水作為電解水制氫原料的制氫過程。和堿性電解水制氫技術相比,PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優(yōu)點,并且,PEM電解水制氫技術工作效率更高,易于與可再生能源消納相結合,是目前電解水制氫的理想方案。但是由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運行,因此設備需要使用含貴金屬(鉑、銥)的電催化劑和特殊膜材料,導致成本過高,使用壽命也不如堿性電解水制氫技術。目前我國電力大部分來自火電,因此碳排放很高,甚至超過煤制氫。河南小型電解水制氫設備產量
雖然堿性水電解工業(yè)化比較成熟,但其缺點也很明顯,首先,效率低,即使有隔膜的存在,陽極生成的氧氣也會擴散到陰極,擴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帶來很嚴重的安全隱患。其次,電解器能承受的電流密度有限,因為液體電解質和隔膜存在,使得電解器難以在高電流密度的條件下運行。再次,由于采用液體電解質,高壓條件下運行也難以實現(xiàn),不利于運行管理。雖然堿性電解水技術有明顯的不足,但是其應用成本低,仍是工業(yè)應用中的重點。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聚合物薄膜代替溶液電解質和隔膜,實現(xiàn)堿性離子隔膜水電解(AEMWE,anion exchange membrane water electrocatalysis),能有效彌補傳統(tǒng)堿性水電解的不足。呼和浩特專業(yè)電解水制氫設備但該制氫方式需要消耗大量的電能,其中電價占總氫氣成本的60%~80%。
國內電解槽企業(yè)說的上名字的就那么幾家,自從綠氫火熱之后,短短兩三年的時間內,就有數(shù)百家的電解槽企業(yè)成立。有基于以往電解槽企業(yè)從業(yè)經歷看到發(fā)展機遇辭職單干的,有風、光企業(yè)為了拓展延伸業(yè)務也涉足電解水制氫的(很大一部分原因也是這兩年風力發(fā)電和光伏發(fā)電都卷出天際了),也有燃料電池產業(yè)鏈上的企業(yè)將業(yè)務拓展延伸至電解水制氫的(因為燃料電池產業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)大多也經營困難),還有純局外人看中綠氫巨大的發(fā)展?jié)摿ν度刖薮筘斄?,從老牌企業(yè)挖來*****,從零開始搭建團隊涉足其中的。
主流電解水制氫技術堿性電解水制氫:技術成熟,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構可提升效率,未來應開發(fā)低成本非貴金屬催化劑。質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)新型納米結構材料。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。目前工業(yè)上多選擇在堿性環(huán)境中進行電解水反應。
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。在傳統(tǒng)制氫方法中,煤與天然氣重整等化石能源制氫是現(xiàn)今工業(yè)制氫的主流。鄂爾多斯工業(yè)電解水制氫設備銷售
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成熟的。河南小型電解水制氫設備產量
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(xù)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(huán)保和可持續(xù)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(fā)電機補氫上,能夠持續(xù)提供可靠且滿足純度、濕度要求及用量的氫氣。河南小型電解水制氫設備產量