甲醇與水在一定的溫度和壓力下，通過(guò)催化劑的作用，發(fā)生催化裂解反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)，終產(chǎn)生氫氣與二氧化碳的混合氣體。這個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，涉及多個(gè)組分和反應(yīng)。主要反應(yīng)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(yīng)生成二氧化碳和氫氣。經(jīng)過(guò)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(dá)95%以上，未反應(yīng)的原料則循環(huán)使用。隨后，轉(zhuǎn)化氣通過(guò)變壓吸附裝置進(jìn)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(shí)現(xiàn)氫氣的分離提純。在固定吸附床中，通過(guò)充填吸附劑，含氫混合氣體在特定壓力下進(jìn)入吸附床。由于不同組份的吸附特性不同，它們會(huì)在吸附床的不同位置形成吸附富集區(qū)。強(qiáng)吸附組份（如二氧化碳）會(huì)富集在吸附床的入口端，而弱吸附組份（如氫氣）則會(huì)富集在出口端。通過(guò)這種方式，可以實(shí)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(dá)99%~999%的氫氣。綠氫是利用可再生能源如風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能等制取的氫氣。國(guó)內(nèi)電解水制氫技術(shù)

2023年全球電解水制氫項(xiàng)目建設(shè)的主要推動(dòng)者為各國(guó)各領(lǐng)域企業(yè)、地方。其中，各國(guó)能源、化工及交通領(lǐng)域的企業(yè)是直接推動(dòng)方，主要基于自身傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的綠色轉(zhuǎn)型展開(kāi)。如中國(guó)中石化新疆庫(kù)車(chē)綠氫項(xiàng)目，制取綠氫用于中石化旗下的塔河煉化替代傳統(tǒng)天然氣制氫；國(guó)際航運(yùn)馬士基推動(dòng)的丹麥Aabenraa港口綠氫制甲醇項(xiàng)目，為馬士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料。其次，各國(guó)的財(cái)政支持也是電解水制氫項(xiàng)目推進(jìn)的重要因素，典型的如瑞典鋼鐵企業(yè)Ovako建成的綠氫替代傳統(tǒng)燃料冶金項(xiàng)目，綠氫產(chǎn)能約3千噸/年，其中瑞典能源署提供了30%以上的建設(shè)資金。巴彥淖爾專(zhuān)業(yè)電解水制氫技術(shù)電解水制氫過(guò)程中需要的主要設(shè)備包括：電解槽、氣液分離裝置、補(bǔ)水配堿裝置制氫電源及熱工控制等。

電解水制氫的基本原理是在直流電的作用下，水分子在電解槽中被分解成氫離子和氫氧根離子，氫離子在陰極得到電子還原成氫氣，而氫氧根離子在陽(yáng)極失去電子氧化成氧氣。堿性電解水制氫：原理：利用堿性電解質(zhì)（如氫氧化鉀或氫氧化鈉）作為導(dǎo)電介質(zhì)，在電解槽中進(jìn)行水電解。特點(diǎn)：技術(shù)成熟穩(wěn)定，成本相對(duì)較低，但反應(yīng)速度較慢，能量效率相對(duì)較低，且產(chǎn)生的氫氣純度不高，需要進(jìn)行后續(xù)處理。應(yīng)用：適用于大規(guī)模工業(yè)制氫，尤其是在電力成本較低的地區(qū)。

2024年至2025年，隨著各國(guó)補(bǔ)助力度加大與更多大型項(xiàng)目落地，國(guó)際電解水制氫產(chǎn)能或?qū)⒗^續(xù)成番增長(zhǎng)。一方面，海外有較多大型規(guī)劃綠氫項(xiàng)目?jī)?chǔ)備，全球經(jīng)過(guò)投資決議的萬(wàn)噸級(jí)電解水制氫項(xiàng)目已有近50項(xiàng)；另一方面，全球尤其歐洲各國(guó)對(duì)綠氫生產(chǎn)的補(bǔ)貼資金逐漸到位，疊加航運(yùn)、化工等領(lǐng)域?qū)α闾既剂吓c零碳原料的需求增長(zhǎng)，或會(huì)推動(dòng)2024年多項(xiàng)萬(wàn)噸級(jí)項(xiàng)目落地開(kāi)工。能景研究結(jié)合各國(guó)項(xiàng)目規(guī)劃、補(bǔ)貼進(jìn)展、碳市場(chǎng)等多方面預(yù)測(cè)，樂(lè)觀情境下，到2025年底全球（含中國(guó)）綠氫累計(jì)產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L(zhǎng)至約140萬(wàn)噸/年，到2030年底全球（含中國(guó)）綠氫累計(jì)產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L(zhǎng)至約1600萬(wàn)噸/年。水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實(shí)際消耗的電能。

水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實(shí)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(xué)勢(shì)差。但實(shí)際上，由于電極材料、電解質(zhì)、溫度、壓力、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等因素的影響，水電解制氫需要更高的電壓才能進(jìn)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。水電解制氫是一種可利用可再生能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能等）產(chǎn)生清潔氫氣的方法，具有環(huán)境友好和碳中和的潛力。但也面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力等問(wèn)題，需要進(jìn)一步的研究和發(fā)展。氫能在非道路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷推廣。新鄉(xiāng)本地電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量

電解水制氫作為一種清潔、高效的制氫方式，具有廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)電解水制氫技術(shù)

堿性電解水技術(shù)比較大的缺點(diǎn)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(shè)備需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱，啟動(dòng)時(shí)間大概需要2 h。不過(guò)堿性電解水電解槽、隔膜等設(shè)備、材料的加工、制備工藝在我國(guó)已經(jīng)基本成熟，產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完善，是目前在我國(guó)**適合規(guī)模化的技術(shù)路線。通過(guò)調(diào)研了解，目前國(guó)內(nèi)比較大單槽制氫規(guī)模已經(jīng)達(dá)到 3000 Nm3/h，電解槽直流電耗比較低可以達(dá)到4.2 kW·h/Nm3。其原理為在兩個(gè)電極之間施以直流電，并用隔膜將陰陽(yáng)兩極分離開(kāi)來(lái)，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(guò)隔膜到達(dá)陽(yáng)極，在陽(yáng)極側(cè)失電子析氧，生成氧氣和水。國(guó)內(nèi)電解水制氫技術(shù)