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电解水制氢技术专家解读!技术原理、成本分析、发展趋势(附下载)
发布时间:2024-03-24 06:20:42   作者: 半岛综合

  作为绿氢生产的重要方式,电解水制氢虽然目前成本比较高,但随着可再次生产的能源价格和电解槽成本的下降,电解水制氢将越来越具有竞争力。

  《电解水制氢技术现状与应用》来自氢能研究专家万年坊,主要内容有电解水制氢技术的发展历史、不同制氢技术的原理、技术进展、国内外现状等。

  1、碱液电解水ALK:不使用贵金属催化剂;碱液腐蚀、难以快速响应、装置庞大。

  2、质子交换膜电解水PEM:体积小、负荷波动可调节幅度大、安全性高;价格高、单槽规模小。

  3、碱性阴离子交换膜电解水AEM:无需使用贵金属催化剂,可快速启动;膜和离聚物衰减快。

  4、固体氧化物电解水SOEC:无需使用贵金属催化剂、效率高;启停速度慢、衰减快。

  以下仅为讲解PPT部分内容截图,如需下载完整版,请前往公号【碳中和下载库】

  碱水电解制氢是一种电解制氢方法,是产业化发展时间最长、现阶段技术最为成熟的电解制氢技术。它使用氢氧化钾(KOH)水溶液作为电解质,石棉膜作为隔膜,当通入直流电时,水分子在电解过程中被分解为氢气和氧气。其中,碱液的作用是增加水的电导率,而本身并不参与反应。

  碱水电解槽是碱水电解制氢技术的核心装备,主要由槽体、阳极、阴极、隔膜等组成。在我国,电解制氢市场中,碱水电解技术占据主导地位,且已经具备自主生产碱水电解槽的能力,最大产氢量可达到1200Nm³/h。碱水电解制氢技术工艺简单、操作便捷,且生产的全部过程不会产生CO2等温室气体,产品纯度高,一般可达99% ~ 99.99%。

  然而,碱水电解槽存在难以快速启停及调节制氢速度的问题,这使得它难以与间歇性特点强的光伏发电、风力发电等产业适配。此外,碱水电解制氢产出的氢气含有水汽、碱液,有必要进行脱碱、脱水处理,这增加了能耗并可能对环境能够造成污染。

  尽管如此,碱水电解制氢技术因其技术成熟、成本较低等优势,在与可再次生产的能源的结合中适用于稳定电源的装机规模较大的电力系统,有很良好的发展前途与应用前景。如需更多详细的信息,可以查阅化学工程、新能源技术等领域的研究文献,或者咨询相关领域的专家学者。

  1.优势:碱水电解具有很长的发展历史,技术成熟,成本低,目前占据着市场的主导地位。

  2.瓶颈:电流密度低,通常在0.4Acm-2以下;能源效率较低;隔膜对气体的阻隔性较差,具有潜在氢氧混合风险,气体纯化要求高;无法快速启停,对于波动性及瞬态电源的适应性差。

  中石化新疆库车绿氢示范项目——我国首个万吨级光伏绿氢示范项目,电解水制氢能力2万吨/年、储氢能力21万标立方、输氢能力2.8万标立方每小时。

  采招13组每组4台(共计52台)单机产氢量1000Nm³/h的碱性电解槽,总装机容量260MW。该项目启动前,国内的1000标立方米/小时电解槽累计需求量不到30台。新疆库车项目所用的光伏组件、电解槽、储氢罐、输氢管线等重大设备及核心材料全部实现了国产化,带动了国内氢能装备企业发展。

  除了新疆库车绿氢示范项目外,今年2月中石化启动建设鄂尔多斯3万吨/年绿氢项目。该项目将通过风光耦合所制绿氢就地供应中天合创生产高端绿色化工材料。返回搜狐,查看更加多