在雙碳目標驅動下,中國電解水制氫產業發展迅速,產業鏈端入局企業在迅速增加,應用端在逐步突破。中國布局電解水制氫的企業數量快速增加,據統計,電解槽裝備企業數量已超百家,產業鏈相關企業已超二百家。自2021年至今,國內已有接近40款堿性電解槽產品發布。中國已有超過百個在建和規劃中的電解水制氫項目,涵蓋了石油煉化、化工合成、鋼鐵冶煉和交通等多個領域。接近75%的綠氫項目坐落于三北地區,約80%的項目采用堿性電解水制氫技術。PEM電解槽的電流密度更大,通常在10000?A/m2以上。煙臺小型電解水制氫設備產量
陽離子/質子交換膜水電解技術(PEM)是指使用質子(陽離子)交換膜作為固體電解質替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態電解質(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原料的制氫過程。和堿性電解水制氫技術相比,PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優點,并且,PEM電解水制氫技術工作效率更高,易于與可再生能源消納相結合,是目前電解水制氫的理想方案。但是由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環境下運行,因此設備需要使用含貴金屬(鉑、銥) 的電催化劑和特殊膜材料,導致成本過高,使用壽命也不如堿性電解水制氫技術。東營小型電解水制氫設備廠家它具備將大量可再生能源電力轉移到難以深度脫碳工業部門的潛力。
陰離子交換膜電解水技術(AEM)AEM是較為新興的電解水制氫技術,尚處于研發階段。備受關注的原因是其采用陰離子交換膜作為電解質,將ALK的低成本和PEM簡單、高效的優點相融合。現階段的研究重點陰離子交換膜材料開發和機理研究,主要以國外大學,國家實驗室等科研機構主導(如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等)。其與PEM的根本區別在于將膜的交換離子由質子換為氫氧根離子。氫氧根離子的相對分子質量是質子的17倍,這使得其遷移速度比質子慢得多。AEM的優勢是不存在金屬陽離子,不會產生碳酸鹽沉淀堵塞制氫系統。AEM中使用的電極和催化劑是鎳、鈷、鐵等非貴金屬材料,且產氫的純度高、氣密性好、系統響應快速,與目前可再生能源發電的特性十分匹配。但AEM膜的機械穩定性不高,AEM中電極結構和催化劑動力學需要優化。AEM電解水技術處于千瓦級的發展階段,在全球范圍內,一些研究組織/機構正在積***力于AEM水電解槽的開發,為了擴大這項技術的商業應用,仍然需要一些創新與改進。
氫能近兩年市場規模呈突飛猛進的態勢,呈現出項目規模大、客戶較為集中、要求更專業的特點。客戶群集中在煤化工、石油化工、氣體公司等行業。制氫單位成本 LCOH 仍是限制綠氫普遍應用的關鍵,而作為生命周期達 20 年以上的化工裝置,其運行的安全、穩定對 LCOH 的影響很大。前述客戶群對制氫裝備這一雖具有較長應用歷史,但 2000 年以來一直未大規模應用于降碳場景的技術產品持一定程度的觀望態度,即對設備的壽命、利用率、衰減等關乎裝備安全、穩定、可靠運行的指標十分關注。此外,前述客戶群期望廠商能夠提供這些指標的支撐素材和邏輯,以獲得金融機構的資金支持。堿性電解水制氫設備由于電解質的穩定性較好,價格較低,因此在實際應用中使用較為多。
海外 PEM 技術裝備應用較國內更。這主要源于國內 ALK 廠家強大的成本管控能力,即海外廠商 PEM 電解槽較 ALK 電解槽價格差異遠小于國內廠商 PEM 電解槽較 ALK 電解槽價格差異。海外電解槽呈現出標準化趨勢較國內更強。國內 ALK 產品多為定制交付模式,產品規格變化較多,客戶需求也不固定。國內央企參與為主的大型示范項目一定程度上推動制氫裝備廠家進行功能創新,如多對一的大規模制氫撬塊,低電耗制氫裝備等。海外制氫裝備多為固定規格、固定設計,從電解小室,到電解槽、氣液分離框架、電氣設備均為標準版本。這兩種模式各有利弊,未來的發展方向存在一定不確定性。中國已有超過百個在建和規劃中的電解水制氫項目,涵蓋了石油煉化、化工合成、鋼鐵冶煉和交通等多個領域。邯鄲國內電解水制氫設備銷售
電解槽的基本組成單位是電解池。煙臺小型電解水制氫設備產量
強堿性溶液作為電解液生產氫氣的工藝在20世紀中期被工業化。雖然其成本相對較低,但許多研究發現,使用堿性溶液作為電解質的過程消耗大量淡水資源,堿液易流失和腐蝕、能耗高,與可再生能源發電的適配性較差。新興的堿性AEM技術因其高效、低成本的優勢作為下一代堿性電解技術的發展方向而受到關注。它可以實現比PEM技術和SOEC技術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技術的突破點可能是開發高穩定、長壽命的陰離子交換膜。目前,國內外對堿性溶液作為電解質技術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。煙臺小型電解水制氫設備產量