巴彥淖爾小型電解水制氫設備

來源: 發(fā)布時間:2024-10-27

電解水制氫,即通過電能將水分解為氫氣與氧氣的過程,該技術可以采用可再生能源電力,不會產(chǎn)生CO2和其他有毒有害物質(zhì)的排放,從而獲得真正意義上的“綠氫”。電解水制氫原料為水、過程無污染、理論轉化效率高、獲得的氫氣純度高,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%。實際來看,綠氫制備的技術路線有多種,包括:堿性水電解技術(ALK)、陽離子/質(zhì)子交換膜水電解技術(PEM)、固體氧化物水電解技術(SOEC)、陰離子交換膜電解水技術(AEM)。該設備通過特定的膜過濾技術,將氫氣從混合氣體中分離出來。巴彥淖爾小型電解水制氫設備

巴彥淖爾小型電解水制氫設備,電解水

水電解制氫設備是一種將水分解成氫和氧的方法,將電流通過水電解槽內(nèi)的電極,在負極處放電,把水分解成氫和氧。其優(yōu)點是簡單易用,可以用于小型化應用,并且獲取的氫氣純度高,可以達到99.999%以上。但是由于電解過程效率不高,能耗較大,并且需要消耗大量的水資源,因此應用范圍受到一定限制。膜分離制氫設備是一種利用高選擇性分離膜過濾氫氣的方法。該設備通過特定的膜過濾技術,將氫氣從混合氣體中分離出來。其優(yōu)點是運行穩(wěn)定、可靠性高、處理量大,同時不需要消耗大量水資源,并且節(jié)能環(huán)保。但是由于膜材料成本相對較高,加上運行過程中難以處理一些不純凈的物質(zhì),導致其在應用范圍上有些受限。


廊坊PEM電解水制氫設備銷售PEM電解槽的單位成本仍然遠高于堿性電解槽。

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貴金屬、貴金屬合金及其氧化物仍然是性能比較好的催化劑。然而,貴金屬催化劑的使用成本較高,開發(fā)高性能、低成本的催化劑非常重要。過渡金屬催化劑和非金屬催化劑具有制備成本低的優(yōu)點,通過尺寸和形貌調(diào)控、導電載流子材料復合、原子摻雜、晶相調(diào)控、非晶態(tài)工程、界面工程等設計策略,可提高其催化活性。開發(fā)高效、低成本的催化劑是電解水制氫的關鍵步驟。貴金屬催化劑由于其成本高、存儲量低,難以支持大規(guī)模應用。過渡金屬和非金屬材料成本低,具有較大的豐度,是替代貴金屬催化劑的理想材料。圖7比較了不同類型的催化劑。與貴金屬催化劑相比,過渡金屬催化劑結構不穩(wěn)定,催化機理復雜,非金屬催化劑的活性有待提高。這三類電解水制氫催化劑都有待進一步研究。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在電解水裝置電解水工作結束后,電解水裝置中電解電極組件所在的電解容器內(nèi)電解水重要品質(zhì)指標例如ph值、含氫量數(shù)值會較快發(fā)生變化,這個問題影響了電解水應用。本發(fā)明人經(jīng)過長期研究,找到了產(chǎn)生問題的原因,并提出本方法,較好解決了在電解水裝置電解水工作結束后較好保持電解水品質(zhì)的問題。技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明提出在電解水裝置電解水工作結束后保持電解水品質(zhì)的方法,其特征是:電解水容器、浸泡在電解水容器水中的電解水電極組件、可控電解水電源、控制電路;在電解水工作時,電極組件的極間等效電容被電解電流充電至電壓ur,在電解水工作結束后,ur會放電對容器中水及電極間隙中儲水作反正常電解水電流方向電解,改變電解水品質(zhì);另外,電解水工作結束后,電解水品質(zhì)會隨時間而發(fā)生改變;為使電解水工作結束后電解水不發(fā)生反方向電解并能夠較長時間保持品質(zhì)不發(fā)生改變,采取如下控制工藝:在電解水工作結束后,控制電路控制可控電解電源繼續(xù)給電解電極組件提供一定的品質(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,以免于長時間較大電流影響電解水品質(zhì)變差或者耗電較大。所述可控電解水電源。接近 75%的綠氫項目坐落于三北地區(qū),約 80%的項目采用堿性電解水制氫技術。

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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。其通過將自然氣或氣態(tài)氫氣經(jīng)過多重凈化過程后,被送入壓縮機中進行壓縮,壓縮后的氫氣的壓力可以達到700-900bar,從而達到純化的目的。其優(yōu)點是適用范圍廣,處理量大,同時沒有任何排放物,環(huán)保性好。但是由于需要高壓設備,造價較高,并且存在一定安全隱患。綜上所述,常見的制氫設備主要包括水電解制氫設備、膜分離制氫設備和壓縮制氫設備。不同的制氫設備各有優(yōu)缺點,應用于不同的領域和環(huán)境。在未來的研發(fā)中,制氫設備不斷迭代升級,有望在能源轉型和氫能產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更為重要的作用。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。鄂爾多斯本地電解水制氫設備企業(yè)

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。巴彥淖爾小型電解水制氫設備

PEM(Protonexchangemembrane)是質(zhì)子交換膜電解水技術的簡稱。和堿性電解水制氫技術不同,PEM電解水制氫技術使用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)(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的原料,避免了潛在的堿液污染和腐蝕問題。PEM電解槽運行時,水分子在陽極側發(fā)生氧化反應,失去電子,生成氧氣和質(zhì)子。隨后,電子通過外電路轉導至陰極,質(zhì)子在電場的作用下,通過質(zhì)子交換膜傳導至陰極,并在陰極側發(fā)生還原反應,得到電子生成氫氣,反應后的氫氣和氧氣將通過陰陽極的雙極板收集并輸送。巴彥淖爾小型電解水制氫設備