河北國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備

強(qiáng)堿性溶液作為電解液生產(chǎn)氫氣的工藝在20世紀(jì)中期被工業(yè)化。雖然其成本相對(duì)較低，但許多研究發(fā)現(xiàn)，使用堿性溶液作為電解質(zhì)的過(guò)程消耗大量淡水資源，堿液易流失和腐蝕、能耗高，與可再生能源發(fā)電的適配性較差。新興的堿性AEM技術(shù)因其高效、低成本的優(yōu)勢(shì)作為下一代堿性電解技術(shù)的發(fā)展方向而受到關(guān)注。它可以實(shí)現(xiàn)比PEM技術(shù)和SOEC技術(shù)同等甚至更高的電解效率，并降低了整體成本。然而，目前的陰離子交換膜有一定局限性，未來(lái)AEM技術(shù)的突破點(diǎn)可能是開(kāi)發(fā)高穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命的陰離子交換膜。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)堿性溶液作為電解質(zhì)技術(shù)的研究主要集中在尋找耐腐蝕的膜電極材料和合適的催化劑上。PEM電解槽的產(chǎn)氫純度通常在99.99%左右。河北國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備

“需要注意的是，制氫并不是新興技術(shù)，在化工領(lǐng)域的制氫應(yīng)用由來(lái)已久且技術(shù)并不難。但目前，新能源發(fā)電行業(yè)快速規(guī)模化發(fā)展，帶動(dòng)整個(gè)綠氫行業(yè)新場(chǎng)景、新需求陸續(xù)出現(xiàn)。”海德氫能源(江蘇)科技有限公司副總經(jīng)理胡駿明對(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，如綠電制氫的出現(xiàn)對(duì)制氫技術(shù)提出更高要求?！澳壳?，制氫項(xiàng)目規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，兆瓦級(jí)甚至吉瓦級(jí)的項(xiàng)目未來(lái)也會(huì)越來(lái)越多，單槽制氫規(guī)模需求及制氫效率要求提升?！焙E明指出，另外，綠電設(shè)備對(duì)綠電間歇性、波動(dòng)性的靈活適應(yīng)能力更為重要，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)的可靠性和易維護(hù)性有更高要求。本地電解水制氫設(shè)備廠家排名PEM電解水制氫技術(shù)基本成熟，進(jìn)入了商業(yè)化早期階段。

雖然氫能被作為新能源的一種形式，但氫能仍被列為?；饭芾砻?。從目前落地政策實(shí)施來(lái)分析，新能源制氫項(xiàng)目主要審批部門(mén)為能源規(guī)劃、發(fā)改委等層面。實(shí)際項(xiàng)目落地與執(zhí)行層面為當(dāng)?shù)氐膽?yīng)急管理部門(mén)、安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)，但其執(zhí)行的法律法規(guī)認(rèn)為氫氣?；繁O(jiān)管監(jiān)督等內(nèi)容，造成項(xiàng)目落地與實(shí)施周期較長(zhǎng)，未能發(fā)揮新能源的優(yōu)勢(shì)作用。目前隨著光伏+制氫、風(fēng)電+制氫項(xiàng)目逐步落地實(shí)施，各地針對(duì)具體項(xiàng)目的并/離網(wǎng)形式要求各有不同，部分省份明確并網(wǎng)形式和離網(wǎng)形式，但部分省市主要是參照已有項(xiàng)目情況推薦執(zhí)行。因此，隨著新能源制氫示范項(xiàng)目逐步落地實(shí)施，應(yīng)用越來(lái)越成熟。需要制定適應(yīng)目前的光伏+制氫、風(fēng)電+制氫的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，來(lái)促進(jìn)裝備制造企業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展和裝備制造方向發(fā)展。

我國(guó)的電解水制氫技術(shù)起源于蘇聯(lián)設(shè)備，對(duì)其商業(yè)應(yīng)用需追溯到 19 世紀(jì) 90 年代。國(guó)內(nèi)大規(guī)模的電解水制氫技術(shù)以堿水電解制氫為主，該種設(shè)備技術(shù)流程簡(jiǎn)單，操作方便，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)接近國(guó)際水準(zhǔn)。堿性水電解通常采用 KOH 作為電解液，電解質(zhì)的質(zhì)量濃度一般為 20%－30%以保證電解液具有較高的電導(dǎo)率，并且電解槽需要強(qiáng)制對(duì)流。較高的電解槽溫度有利于降低電極反應(yīng)的過(guò)電位和溶液的電阻，但會(huì)加劇材料的腐蝕。故電解槽的溫度應(yīng)綜合考慮以上兩個(gè)方面，當(dāng)前，工業(yè)化堿性水電解槽一般在 85℃~95℃下運(yùn)行。電解槽內(nèi)的壓力也會(huì)對(duì)整個(gè)水電解過(guò)程產(chǎn)生影響。通過(guò)加壓可以減少電解槽內(nèi)氣體體積，使氣體停滯時(shí)間縮短，從而提高電解槽內(nèi)電解液的電導(dǎo)率，當(dāng)前工業(yè)化堿性電解槽工作壓力在 3.2MPa 以?xún)?nèi)。同時(shí)高壓設(shè)備無(wú)需使用費(fèi)用較高的氫氣壓縮機(jī)，能夠減少啟動(dòng)成本，近一些高壓設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始得到發(fā)展。常見(jiàn)的電解水制氫設(shè)備包括堿性電解水制氫設(shè)備、酸性電解水制氫設(shè)備和固體氧化物電解水制氫設(shè)備。

水電解制氫中一般要求運(yùn)行在穩(wěn)定或接近穩(wěn)定的電力輸入下以保障整體性能和可靠性，而可再生能源包括風(fēng)和太陽(yáng)能具有波動(dòng)性的天然特征，這導(dǎo)致可再生能源電力無(wú)法完全用于制氫，不利于實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用。目前堿性電解槽表現(xiàn)出一定的波動(dòng)性負(fù)荷跟隨能力，如允許在 30%－110%比例的額定制氫功率區(qū)間內(nèi)運(yùn)行，但缺乏長(zhǎng)期的示范驗(yàn)證。尤其是當(dāng)輸入電力波動(dòng)性變化時(shí)，電解槽內(nèi)溫度、電位等參數(shù)發(fā)生瞬態(tài)變化，水或堿液等傳質(zhì)響應(yīng)滯后，導(dǎo)致局部高溫或高電勢(shì)，可能對(duì)電極、隔膜等材料造成不可逆損害，從而影響制氫性能，削減電解槽壽命。基于波動(dòng)性對(duì)電解槽的工況－材料－結(jié)構(gòu)－性能影響規(guī)律，進(jìn)行正向設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，研究緩解策略，提升電解槽抵抗電源波動(dòng)能力，從而增加可再生能源利用率，對(duì)于降低電解水制氫成本、推動(dòng)規(guī)?；瘧?yīng)用具有重要意義。而酸性電解水制氫設(shè)備因?yàn)槠涓咝?、高純度的氫氣產(chǎn)出而備受關(guān)注，但是設(shè)備價(jià)格和穩(wěn)定性相對(duì)較差。濟(jì)南電解水制氫設(shè)備企業(yè)

PEM電解槽的單位成本仍然遠(yuǎn)高于堿性電解槽。河北國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備

為使電解水工作結(jié)束后電解水不發(fā)生反方向電解并能夠較長(zhǎng)時(shí)間保持品質(zhì)不發(fā)生改變，采取如下控制工藝：在電解水工作結(jié)束后，控制電路4控制可控電解電源3繼續(xù)給電解電極組件2提供一定值的品質(zhì)維持電流，電流方向與電解水工作電流方向相同，比電解水工作電流較小，以免于長(zhǎng)時(shí)間較大電流影響電解水品質(zhì)變差或者耗電較大。為本發(fā)明在電解水裝置電解水工作結(jié)束后保持電解水品質(zhì)的方法，其特征為：電解水容器1、浸泡在電解水容器水中的電解水電極組件2、控制電路4、可控電解水電源7(虛線框內(nèi))包含電解水電源3、電解水電源供電給電解電極組件的電源開(kāi)關(guān)5、與電源開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接的電阻抗部件6；在電解水工作過(guò)程中，控制電路4控制電解水電源開(kāi)關(guān)5閉合，電解水電源通過(guò)電源開(kāi)關(guān)5給電解電極組件2提供電解水電流；在電解水工作結(jié)束后，控制電路4控制電解水電源開(kāi)關(guān)5斷開(kāi)，電解水電源3不再通過(guò)電源開(kāi)關(guān)5給電解電極組件2提供電解水電流，而是通過(guò)與電源開(kāi)關(guān)5并聯(lián)連接的電阻抗部件6給電解電極組件2提供比電解水工作電流較小的品質(zhì)維持電流。本發(fā)明在電解水裝置電解水工作結(jié)束后保持電解水品質(zhì)的方法不限于上述實(shí)施例1、2形式的裝置，而是可以應(yīng)用于任何發(fā)揮其技術(shù)功能特征的裝置中。河北國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備