目前中國的PEM電解槽發(fā)展和國外水平仍然存在一定差距。國內(nèi)生產(chǎn)的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)模大約在200Nm3/h，而國外生產(chǎn)的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)?？梢赃_(dá)到500Nm3/h。相比國外，國內(nèi)利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項(xiàng)目也相對(duì)偏少。國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)級(jí)可再生能源電解水制氫應(yīng)用項(xiàng)目仍然以堿性水電解為主?？傊?，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。但PEM電解水制氫技術(shù)仍然存在成本高的問題，性能和耐久性也有待提升，未來需要聚焦質(zhì)子交換膜、電催化劑、氣體擴(kuò)散層與雙極板等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步降低成本，提升商業(yè)化程度。在未來的研發(fā)中，制氫設(shè)備不斷迭代升級(jí)，有望在能源轉(zhuǎn)型和氫能產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更為重要的作用。工業(yè)制氫設(shè)備石家莊

我國的電解水制氫技術(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)流程簡單，操作方便，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)接近國際水準(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)水電解過程產(chǎn)生影響。通過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 以內(nèi)。同時(shí)高壓設(shè)備無需使用費(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)開始得到發(fā)展。鄂爾多斯國內(nèi)電解水制氫技術(shù)PEM電解水制氫是潛力的電解水制氫技術(shù)，有望成為“綠電+綠氫”生產(chǎn)模式的主流發(fā)展趨勢。

以往的制氫裝備均應(yīng)用在多晶硅、電廠等場景，例如某多晶硅廠，氫氣主要應(yīng)用于多晶硅還原爐的還原氣體，制氫站是按照 2 萬噸多晶硅的產(chǎn)能設(shè)計(jì)，所以用氣量很多情況多晶硅產(chǎn)能較為穩(wěn)定，且用電來自電網(wǎng)，制氫裝備多數(shù)情況處于 60%負(fù)荷運(yùn)行，氫氣儲(chǔ)罐壓力主要維持在 0.9－1.2MPa 之間。針對(duì)光伏制氫系統(tǒng)，由于光伏發(fā)電的間歇波動(dòng)特性，制氫裝備需要考慮供電的不穩(wěn)定性，對(duì)制氫裝備帶來了全新的挑戰(zhàn)。如何評(píng)價(jià)光伏制氫系統(tǒng)需要進(jìn)行全新的定義，例如：初始響應(yīng)時(shí)間、總響應(yīng)時(shí)間、比較大斜坡速率、比較低工作點(diǎn)、冷啟動(dòng)時(shí)間、熱啟動(dòng)時(shí)間、關(guān)機(jī)時(shí)間等等。

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AEM技術(shù)的突破點(diǎn)可能是開發(fā)高穩(wěn)定、長壽命的陰離子交換膜。目前，國內(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。采用PEM水電解制氫技術(shù)建造加氫站現(xiàn)場制備綠氫。

在政策及市場需求帶動(dòng)下，近幾個(gè)月來，電解水制氫設(shè)備相關(guān)新產(chǎn)品不斷推出。今年6月，中船派瑞氫能鄂爾多斯首臺(tái)套2000Nm3/h電解槽在伊旗正式下線；同月，宏澤（江蘇）科技股份有限公司和宏澤海槿（江蘇）氫能源科技有限公司在江陰市臨港開發(fā)區(qū)發(fā)布了100-2000Nm3/h的Hz系列堿性水制氫電解槽，并同時(shí)下線了我國首臺(tái)2000Nm3/h常壓堿性水制氫電解槽，壽命可達(dá)20年以上。7月，氫晨科技發(fā)布自主研發(fā)的兆瓦級(jí)大功率質(zhì)子交換膜電解槽，單槽額定制氫量250標(biāo)方/時(shí)，可在5%-150%的寬功率輸入范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。海德氫能也于近日推出堿性電解制氫系統(tǒng)“氫舟”，額定直流電耗在4.0-4.3kWh/Nm3，實(shí)現(xiàn)20%-110%的負(fù)荷范圍。電解水制氫設(shè)備在未來的能源領(lǐng)域中擁有重要的應(yīng)用前景。日照國內(nèi)電解水制氫技術(shù)

燃料電池汽車被視為整個(gè)綠氫行業(yè)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，但下一步的關(guān)鍵是成本下降，同時(shí)帶動(dòng)更大場景更大規(guī)模應(yīng)用。工業(yè)制氫設(shè)備石家莊

采取如下控制工藝：在電解水工作結(jié)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(shí)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(虛線框內(nèi))包含電解水電源、電解水電源供電給電解電極組件的電源開關(guān)、與電源開關(guān)并聯(lián)連接的電阻抗部件；在電解水工作過程中，控制電路控制電解水電源開關(guān)閉合，電解水電源通過電源開關(guān)給電解電極組件提供電解水電流；在電解水工作結(jié)束后，控制電路控制電解水電源開關(guān)斷開，電解水電源不再通過電源開關(guān)給電解電極組件提供電解水電流，而是通過與電源開關(guān)并聯(lián)連接的電阻抗部件給電解電極組件提供比電解水工作電流較小的品質(zhì)維持電流。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、可控電解水電源3、控制電路4；在電解水工作時(shí)，電極組件2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(jié)束后，ur會(huì)放電對(duì)容器1中水及電極間隙中儲(chǔ)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(jié)束后，電解水品質(zhì)會(huì)隨時(shí)間而發(fā)生改變。工業(yè)制氫設(shè)備石家莊