灰氫是指通過化石燃料（如煤炭、石油、天然氣等）燃燒或重整制取的氫氣。在生產(chǎn)過程中，會釋放大量的二氧化碳，因此被稱為“灰氫”。這種制氫方式成本較低，但對環(huán)境影響較大，是目前全球主要的氫氣生產(chǎn)方式。藍(lán)氫是在灰氫的基礎(chǔ)上，應(yīng)用碳捕集與封存技術(shù)（CCUS），將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕獲并封存，從而減少碳排放。雖然藍(lán)氫的碳排放強(qiáng)度相對較低，但由于需要額外的碳捕集和封存技術(shù)，其生產(chǎn)成本較高。綠氫目前沒有統(tǒng)一定義，國內(nèi)俗稱的綠氫就是可再生氫，即通過使用可再生能源(例如太陽能、風(fēng)能、核能等非化石能源)制造的氫氣?，F(xiàn)階段電解水是主要的將這些外部能源吸收并生產(chǎn)出氫氣的方式，力爭實現(xiàn)零碳排放。綠氫是利用可再生能源如風(fēng)電、水電、太陽能等制取的氫氣。興安盟國內(nèi)電解水制氫設(shè)備廠家排名
電解的本質(zhì)：電能推動電解質(zhì)溶液中的水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成氫氣與氧氣。理論電量：根據(jù)法拉第定律，電極反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量與通入的電量成正比，制取1Nm3氫氣和0.5Nm3氧氣需要的電量為2390Ah，即1mol氫和0.5mol氧的理論電量為53.6Ah。電壓要求：要進(jìn)行電解，必須在一對電極上加上一定的直流電壓，使電流流過電解槽。U=E+IR+ηH+ηO（操作電壓=水的理論分解電壓+電解電流x電解總電阻+氫超電壓+氧超電壓）。總電阻電壓IR（歐姆損失）由V液、V隔、V極、V接共同組成，當(dāng)電解材料良好時，操作正常時，后3項影響很小，所以，操作電壓主要包括理論分解電壓、超電壓和電解液電壓損失。極間電壓或小室電壓，一般為1.8~2.5V。濰坊電解水制氫設(shè)備公司在電解水制氫的反應(yīng)過程中，需要輸入一定的能量，電解質(zhì)就必不可少了。
2023年全球電解水制氫項目建設(shè)的主要推動者為各國各領(lǐng)域企業(yè)、地方。其中，各國能源、化工及交通領(lǐng)域的企業(yè)是直接推動方，主要基于自身傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的綠色轉(zhuǎn)型展開。如中國中石化新疆庫車綠氫項目，制取綠氫用于中石化旗下的塔河煉化替代傳統(tǒng)天然氣制氫；國際航運(yùn)馬士基推動的丹麥Aabenraa港口綠氫制甲醇項目，為馬士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料。其次，各國的財政支持也是電解水制氫項目推進(jìn)的重要因素，典型的如瑞典鋼鐵企業(yè)Ovako建成的綠氫替代傳統(tǒng)燃料冶金項目，綠氫產(chǎn)能約3千噸/年，其中瑞典能源署提供了30%以上的建設(shè)資金。
堿性水電解制氫（ALK）設(shè)備技術(shù)成熟、投資成本低，是現(xiàn)階段商業(yè)運(yùn)行的主要設(shè)備，技術(shù)發(fā)展向擴(kuò)大設(shè)備規(guī)模、提高寬負(fù)荷調(diào)節(jié)能力、保障運(yùn)行穩(wěn)定等方向發(fā)展。質(zhì)子交換膜水電解制氫（PEM）設(shè)備成本較高，但具有能耗低和運(yùn)行靈活等優(yōu)勢，目前技術(shù)發(fā)展向加大設(shè)備功率、提高電流密度和降低成本等方向發(fā)展。陰離子交換膜水電解制氫（AEM）兼具PEM的風(fēng)光耦合以及堿性槽無貴金屬、價格低的特點(diǎn)，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(yōu)點(diǎn)，但在電解堆集成、電解槽堆設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化、電極和封接等材料及技術(shù)仍需重點(diǎn)突破。因此，SOEC、AEM等技術(shù)目前還有待進(jìn)一步研發(fā)以實現(xiàn)商業(yè)化。PEM電解水制氫系統(tǒng)由PEM電解槽和輔助系統(tǒng)(BOP)組成。
未來，隨著各國補(bǔ)助力度加大與更多大型項目落地，國際電解水制氫產(chǎn)能或?qū)⒗^續(xù)成番增長。一方面，海外有較多大型規(guī)劃綠氫項目儲備，全球經(jīng)過投資決議的萬噸級電解水制氫項目已有近50項;另一方面，全球尤其歐洲各國對綠氫生產(chǎn)的補(bǔ)貼資金逐漸到位，疊加航運(yùn)、化工等領(lǐng)域?qū)α闾既剂吓c零碳原料的需求增長，或會推動2024年多項萬噸級項目落地開工。結(jié)合各國項目規(guī)劃、補(bǔ)貼進(jìn)展、碳市場等多方面預(yù)測，樂觀情境下，到2025年底全球(含中國)綠氫累計產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L至約140萬噸/年，到2030年底全球(含中國)綠氫累計產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L至約1600萬噸/年。水電解制氫系統(tǒng)，其在于一個由電極和隔膜構(gòu)成的水電解池。興安盟國內(nèi)電解水制氫設(shè)備廠家排名
家庭熱電聯(lián)供和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ吞細(xì)涞男枨笠苍诓粩嘣鲩L。興安盟國內(nèi)電解水制氫設(shè)備廠家排名
理論分解電壓：不計任何損耗，只考慮水的自由能變化(電功)，該電壓用于克服電解產(chǎn)生的可逆電動勢電解水的理論分解電壓是1.23V。不過在實際操作中，由于電極極化、溶液電阻等因素，實際分解電壓往往大于理論分解電壓。實際分解電壓：一般在1.8-2.0V左右。超電壓：電流通過電極時產(chǎn)生極化現(xiàn)象，使電極電位偏離平衡值，此偏離值即為超電壓。產(chǎn)生原因：(1)濃差極化:電極過程某些步驟遲緩，使電極表面附近的反應(yīng)物離子濃度低于電解液中的濃度，電極電位偏離平衡電位。高電流密度下容易出現(xiàn)，但實際電解溫度較高且循環(huán)，所以可忽略不計。(2)活化極化:參加電極反應(yīng)的某些粒子缺少活化能來完成電子轉(zhuǎn)移，使陽極上氧化反應(yīng)難以釋放電子，陰極上還原反應(yīng)難以吸收電子，電極電位偏離平衡電位。低電流密度下容易出現(xiàn)。興安盟國內(nèi)電解水制氫設(shè)備廠家排名
