唐山专业电解水制氢设备公司

制氢项目的成本问题始终是个绕不过的话题，电费成本占氢气成本的70-80%，电费成本高限制了各类制氢项目的进展，即便搭配可再生能源电力，也会因为其间歇性的特点配套相关的储能，增加成本。不管是氢制氨/甲醇/其他，还是可再生能源制氢用于各类应用场景，项目目前还没有特别好的投资回报率，目前大多数的项目都是绑定着风光资源在进行项目的运作，而电网的接入及电网的承载能力又是一大挑战。但在这个过程中，由于竞争无比激烈、投入产出比太差的阴影始终笼罩在制氢设备厂家的头顶，部分企业不再投入资金，部分企业直接退出生产制造，部分企业直接放弃了氢能的征程。PEM电解槽是PEM电解水制氢装置的重要部分。唐山专业电解水制氢设备公司

甲醇与水在一定的温度和压力下，通过催化剂的作用，发生催化裂解反应和一氧化碳变换反应，终产生氢气与二氧化碳的混合气体。这个反应系统相当复杂，涉及多个组分和反应。主要反应包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氢气，以及一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气。经过换热、冷凝和分离后，可以得到氢含量约为74%、二氧化碳含量约为5%以及一氧化碳含量约为5%的转化气。甲醇的单程转化率高达95%以上，未反应的原料则循环使用。随后，转化气通过变压吸附装置进行分离提纯，从而获得高纯度的氢气。PSA变压吸附工艺是氢气分离的重要方法。它利用气体组份在吸附床中的吸附特性差异，实现氢气的分离提纯。在固定吸附床中，通过充填吸附剂，含氢混合气体在特定压力下进入吸附床。由于不同组份的吸附特性不同，它们会在吸附床的不同位置形成吸附富集区。强吸附组份（如二氧化碳）会富集在吸附床的入口端，而弱吸附组份（如氢气）则会富集在出口端。通过这种方式，可以实现氢气的有效分离提纯。PSA变压吸附技术能够制取出纯度高达99%~999%的氢气。唐山专业电解水制氢设备公司PEM电解槽的产氢纯度通常在99.99%左右。

碱性水电解制氢（ALK）设备技术成熟、投资成本低，是现阶段商业运行的主要设备，技术发展向扩大设备规模、提高宽负荷调节能力、保障运行稳定等方向发展。质子交换膜水电解制氢（PEM）设备成本较高，但具有能耗低和运行灵活等优势，目前技术发展向加大设备功率、提高电流密度和降低成本等方向发展。阴离子交换膜水电解制氢（AEM）兼具PEM的风光耦合以及碱性槽无贵金属、价格低的特点，但是目前AEM膜寿命仍存不确定性，暂时较难适配工程化需求。固体氧化物水电解制氢（SOEC）具有高效、可逆、材料成本低廉等优点，但在电解堆集成、电解槽堆设计结构优化、电极和封接等材料及技术仍需重点突破。因此，SOEC、AEM等技术目前还有待进一步研发以实现商业化。

阴离子交换膜电解水技术(AEM)AEM是较为新兴的电解水制氢技术，尚处于研发阶段。备受关注的原因是其采用阴离子交换膜作为电解质，将ALK的低成本和PEM简单、高效的优点相融合。现阶段的研究重点阴离子交换膜材料开发和机理研究，主要以国外大学，国家实验室等科研机构主导（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其与PEM的根本区别在于将膜的交换离子由质子换为氢氧根离子。氢氧根离子的相对分子质量是质子的17倍，这使得其迁移速度比质子慢得多。AEM的优势是不存在金属阳离子，不会产生碳酸盐沉淀堵塞制氢系统。AEM中使用的电极和催化剂是镍、钴、铁等非贵金属材料，且产氢的纯度高、气密性好、系统响应快速，与目前可再生能源发电的特性十分匹配。但AEM膜的机械稳定性不高，AEM中电极结构和催化剂动力学需要优化。AEM电解水技术处于千瓦级的发展阶段，在全球范围内，一些研究组织/机构正在积***力于AEM水电解槽的开发，为了扩大这项技术的商业应用，仍然需要一些创新与改进。电解水制氢技术主要分为碱性电解水制氢和质子交换膜（PEM）电解水制氢两种。

电解水制氢，这一技术的**在于水分子在电解槽中的分解过程。当直流电通过时，水分子被分解为氢离子和氢氧根离子。随后，氢离子在阴极获得电子，经历还原反应生成氢气；而氢氧根离子则在阳极失去电子，发生氧化反应生成氧气。整个过程的化学方程式简洁明了：2H2O → 2H2 + O2。碱性电解水制氢：原理：借助碱性电解质，如氢氧化钾或氢氧化钠，作为导电媒介，促使水电解在电解槽中顺利进行。特点：该技术已经过长时间的发展，稳定性良好，且成本相对较低。但遗憾的是，其反应速度较慢，能量转换效率不高，同时产生的氢气纯度也需进一步提升。应用：碱性电解水制氢技术主要适用于大型工业制氢场合，特别是在电力成本低廉的地区。它具备将大量可再生能源电力转移到难以深度脱碳工业部门的潜力。唐山专业电解水制氢设备公司

PEM电解堆与燃料电池电堆存在极大相似性，大部分PEM电解堆研发工程师也一般具有燃料电池电堆开发经验。唐山专业电解水制氢设备公司

目前工业界主流碱性电解槽3000A/m2对应的小室槽压为1.85V左右，少数新锐产品能达到6000A/m2@1.85V。但是，需要着重提醒的是，虽然大量学术论文中达到了很好的技术指标，但是测试的方法却达不到工业标准。“工欲善其事必先利其器”，为了快速获得与工业场景对标的有效数据，就需要在工业标准的复合隔膜碱性电解槽上进行测试。采用工业标准的硬件和方法来测试催化电极，以国内学术界在电解水制氢领域内的规模和实力，研发潜力将被快速激发和释放，对国内碱性电解槽行业带来性的贡献。唐山专业电解水制氢设备公司