在電解水制氫時,水發生電化學反應,在陰極產生氫氣,在陽極產生氧氣。純水作為電解質時,為弱電解質,電離程度低,且導電能力較差,因此往往會在水溶液中加入容易電離的電解質用于增加電解液的導電性。堿性電解質制氫的效果較好,不會腐蝕電極和電解池中的設備,通常采用濃度為20%~30%的KOH或者NaOH溶液作為電解質,并且通常用鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽極催化劑,鍍有鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑,運行時,施加的電壓一般在1.9 V到2.6 V之間。水電解制氫系統,其在于一個由電極和隔膜構成的水電解池。保定工業電解水制氫設備銷售
現在世界上每年消耗的氫氣在5000萬噸左右,其中96%來自化石能源,*4%來自電解水,而且所用的電也并非全部來自可再生能源。綠氫是統籌解決全球氣候變化、能源安全與傳統產業轉型升級的重要措施,伴隨著以綠色低碳為特征的能源產業和技術變革在世界范圍內興起,綠氫發展將不斷加速。發展綠色氫能也是促進我國實現“雙碳”目標,加快我國發展方式綠色轉型的強勁動力。主要表現在:能源維度:利用本土可再生能源制氫,降低化石能源進口依賴,優化能源結構,提升能源自給與穩定性。環境層面:助力各行業脫碳,尤其助力高排放行業達成碳中和,減少污染排放,改善大氣質量。經濟領域:催生產業鏈各環節新興產業,推動傳統產業低碳升級,創造大量就業崗位,促進區域協調發展。技術方面:激發多領域技術創新,增強自主創新力,利于國際合作交流,提升國際能源領域話語權。烏蘭察布工業電解水制氫設備廠家常用的電解水制氫技術包括堿性電解水制氫、質子交換膜電解水制氫及固體氧化物電解水制氫三大類。
電解水制氫系統主要由電解槽、分離器、洗滌器、冷卻器、供水、加堿等設備組成。電解槽是電解水制氫系統的**設備,為了降低水的電阻,提高電解效率,必須在水中加入NaOH或KOH電解質,配成30%左右的堿液注入電解槽。制氫環節是雙碳目標的提出使“綠氫”成為減碳脫碳的重要途徑。其中,電解水制氫是重要的制取綠氫的方法。電解水制氫規模的提升,也使電解槽市場迅速增長。根據HengCe(恒策咨詢)的統計及預測,2023年全球水電解制氫設備市場銷售額達到了11.96億美元,預計2030年將達到171.4億美元,年復合增長率(CAGR)為45.6%(2024-2030)。地區層面來看,中國市場在過去幾年變化較快,2023年市場規模為百萬美元,約占全球的%,預計2030年將達到百萬美元,屆時全球占比將達到%。
水電解制氫有不同的類型,主要根據使用的電解質和傳導的離子種類來區分。常見的有以下幾種:-質子交換膜(PEM)水電解:使用固態聚合物膜作為電解質,傳導H +離子。具有高效率、高純度、低溫度、低壓力等優點,但也有成本高、壽命短、易堵塞等缺點。-堿性水電解:使用液態堿性溶液(如NaOH或KOH)作為電解質,傳導OH -離子。具有成本低、壽命長、穩定性好等優點,但也有效率低、純度差、高溫度、高壓力等缺點。固體氧化物(SOEC)水電解:使用固態陶瓷材料作為電解質,傳導O 2-離子。具有高效率、高純度、可逆性等優點,但也有成本高、壽命短、高溫度(700~800℃)等缺點。水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實際消耗的電能。
堿性電解水技術比較大的缺點在于工作電流密度較低、電解槽效率不高、占地面積大。特別在冬季,設備需要經過較長時間預熱,啟動時間大概需要2 h。不過堿性電解水電解槽、隔膜等設備、材料的加工、制備工藝在我國已經基本成熟,產業鏈相對完善,是目前在我國**適合規模化的技術路線。通過調研了解,目前國內比較大單槽制氫規模已經達到 3000 Nm3/h,電解槽直流電耗比較低可以達到4.2 kW·h/Nm3。其原理為在兩個電極之間施以直流電,并用隔膜將陰陽兩極分離開來,在陰極水分子被還原,生成氫氣和氫氧根離子,生成的氫氧根離子穿過隔膜到達陽極,在陽極側失電子析氧,生成氧氣和水。電解水制氫是一個重要的工業應用,氫氣可以用于工業脫碳和作為未來的能源載體。秦皇島附近電解水制氫設備
綠氫價格受電價、設備成本、運行成本、綠氫市場及政策等影響,目前與藍氫相比仍不具優勢。保定工業電解水制氫設備銷售
堿性水電解制氫(ALK)設備技術成熟、投資成本低,是現階段商業運行的主要設備,技術發展向擴大設備規模、提高寬負荷調節能力、保障運行穩定等方向發展。質子交換膜水電解制氫(PEM)設備成本較高,但具有能耗低和運行靈活等優勢,目前技術發展向加大設備功率、提高電流密度和降低成本等方向發展。陰離子交換膜水電解制氫(AEM)兼具PEM的風光耦合以及堿性槽無貴金屬、價格低的特點,但是目前AEM膜壽命仍存不確定性,暫時較難適配工程化需求。固體氧化物水電解制氫(SOEC)具有高效、可逆、材料成本低廉等優點,但在電解堆集成、電解槽堆設計結構優化、電極和封接等材料及技術仍需重點突破。因此,SOEC、AEM等技術目前還有待進一步研發以實現商業化。保定工業電解水制氫設備銷售