電解水制氫是一種利用電將水分子分解為氫氣和氧氣的綠色高效制氫技術(shù)。電解水制氫的技術(shù)有很多，如堿性水電解、質(zhì)子交換膜、高溫固體氧化物和陰離子交換膜電解等。電解水制氫純度高，能作為儲能載體儲存富余可再生能源。電解水制氫的整個過程只消耗水和電，不消耗其他化石資源。工藝簡單，操作方便，無碳產(chǎn)品，清潔無污染。設(shè)備占地面積小，多臺設(shè)備可同時生產(chǎn)，操作靈活。但同時，電解水制氫也是一種昂貴的制氫技術(shù)。生產(chǎn)氫氣的主要功耗約為4.5~5.5 kW h m?3。PEM電解槽是PEM電解水制氫裝置的重要部分。電解水 pem 招標包頭
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電解水制氫，即通過電能將水分解為氫氣與氧氣的過程，該技術(shù)可以采用可再生能源電力，不會產(chǎn)生CO2和其他有毒有害物質(zhì)的排放，從而獲得真正意義上的“綠氫”。電解水制氫原料為水、過程無污染、理論轉(zhuǎn)化效率高、獲得的氫氣純度高，但該制氫方式需要消耗大量的電能，其中電價占總氫氣成本的60%~80%。實際來看，綠氫制備的技術(shù)路線有多種，包括：堿性水電解技術(shù)(ALK)、陽離子/質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)(PEM)、固體氧化物水電解技術(shù)(SOEC)、陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM)。
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_到500Nm3/h。相比國外，國內(nèi)利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項目也相對偏少。國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)級可再生能源電解水制氫應(yīng)用項目仍然以堿性水電解為主。總之，PEM電解水制氫技術(shù)基本成熟，進入了商業(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、氣體擴散層與雙極板等關(guān)鍵技術(shù)，進一步降低成本，提升商業(yè)化程度。水電解制氫設(shè)備是將水分解成氫和氧的方法，將電流通過水電解槽內(nèi)的電極，在負極處放電，把水分解成氫和氧。
在雙碳目標驅(qū)動下，中國電解水制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)鏈端入局企業(yè)在迅速增加，應(yīng)用端在逐步突破。中國布局電解水制氫的企業(yè)數(shù)量快速增加，據(jù)統(tǒng)計，電解槽裝備企業(yè)數(shù)量已超百家，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)已超二百家。自2021年至今，國內(nèi)已有接近40款堿性電解槽產(chǎn)品發(fā)布。中國已有超過百個在建和規(guī)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(lǐng)域。接近75%的綠氫項目坐落于三北地區(qū)，約80%的項目采用堿性電解水制氫技術(shù)。其優(yōu)點是運行穩(wěn)定、可靠性高、處理量大，同時不需要消耗大量水資源，并且節(jié)能環(huán)保。許昌小型電解水制氫設(shè)備
PEM電解水制氫是指使用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)，并使用純水作為電解水制氫的原料的制氫過程。電解水 pem 招標包頭
利用豐富的海水代替淡水作為電解液有望解決淡水消耗的問題。由于海水的中性、緩沖能力弱和高氯離子濃度特點，直接分解未經(jīng)處理的海水仍然是困難的。迫切需要新的科學技術(shù)發(fā)展來指導電解海水以實現(xiàn)可持續(xù)產(chǎn)氫。實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的制氫是終目標，因此，設(shè)計能達到高電流密度的高效、穩(wěn)定的電解海水催化劑尤為重要。此外，海上風電、潮汐和光伏技術(shù)具有豐富的資源和廣闊的前景優(yōu)勢，有望成為未來綠色能源的支柱。海上風電具有風速高、靜默期短、節(jié)約土地資源等優(yōu)點，但也存在著建設(shè)成本高、能源利用率低、交通困難等問題。沿海地區(qū)太陽能資源豐富，可以充分利用水的反射光，提高發(fā)電量。與地面光伏相比，可增加5%-10%，但也存在投資成本高、環(huán)境影響大等問題。因此，海水制氫、海上風電、海洋潮汐發(fā)電和海上光伏發(fā)電都需要以技術(shù)創(chuàng)新的突破為基礎(chǔ)，并與未來能源發(fā)展的趨勢相結(jié)合。電解水 pem 招標包頭
