堿性電解水技術(shù)是電解水技術(shù)中發(fā)現(xiàn)得早的，也是目前電解水技術(shù)中為成熟的。其原理可以簡單地描述為：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，在陽極，OH-發(fā)生氧化反應生成氧氣，在陰極，H+被還原生成氫氣，如圖 1-1 所示。通常高比表面的鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽極催化劑，并在上面負載錳、鎢和釕的氧化物，質(zhì)量分數(shù)為 30%的 KOH 或者 Na OH 溶液作為電解液，鍍有高比表面鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑，運行時，槽壓一般在 1.9 V 到 2.6 V 之間。PEM電解水制氫技術(shù)被公認為一種極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色制氫方法。新鄉(xiāng)本地電解水制氫設備廠家排名
三種制氫路線：“成本”短期制約，“可持續(xù)”長期。氫氣制備方式主要包括化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫三類。其中電解水制氫是利用水的電解反應制備氫氣的技術(shù)，可再生電力制氫稱為“綠氫”，是零碳排、可持續(xù)的“路線”，但目前成本仍是制約其普及的瓶頸因素，其規(guī)模化應用需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)推動降本。影響單位制氫成本的主要因素包括電價、單位電耗、設備單價、運行壽命等因素。隨著后續(xù)風光發(fā)電LCOE下降、電解槽量產(chǎn)降本、效率提升和壽命增加，電解水制氫成本有望逐步接近工業(yè)副產(chǎn)氫甚至煤制氫，實現(xiàn)經(jīng)濟性。張家口工業(yè)電解水制氫設備氫能在推動能源轉(zhuǎn)型方面扮演著至關(guān)重要的角色。
2024年至2025年，隨著各國補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)的補貼資金逐漸到位，疊加航運、化工等領域?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。能景研究結(jié)合各國項目規(guī)劃、補貼進展、碳市場等多方面預測，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。
電解水制氫系統(tǒng)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(tǒng)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(zhì)，配成30%左右的堿液注入電解槽。制氫環(huán)節(jié)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(guī)模的提升，也使電解槽市場迅速增長。根據(jù)HengCe（恒策咨詢）的統(tǒng)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(qū)層面來看，中國市場在過去幾年變化較快，2023年市場規(guī)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%。綠氫在制備過程中可以實現(xiàn)零碳排放量，因此也被稱為綠色能源。
電解水制氫，這一技術(shù)的**在于水分子在電解槽中的分解過程。當直流電通過時，水分子被分解為氫離子和氫氧根離子。隨后，氫離子在陰極獲得電子，經(jīng)歷還原反應生成氫氣；而氫氧根離子則在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應生成氧氣。整個過程的化學方程式簡潔明了：2H2O → 2H2 + O2。堿性電解水制氫：原理：借助堿性電解質(zhì)，如氫氧化鉀或氫氧化鈉，作為導電媒介，促使水電解在電解槽中順利進行。特點：該技術(shù)已經(jīng)過長時間的發(fā)展，穩(wěn)定性良好，且成本相對較低。但遺憾的是，其反應速度較慢，能量轉(zhuǎn)換效率不高，同時產(chǎn)生的氫氣純度也需進一步提升。應用：堿性電解水制氫技術(shù)主要適用于大型工業(yè)制氫場合，特別是在電力成本低廉的地區(qū)。目前我國電力大部分來自火電，因此碳排放很高，甚至超過煤制氫。日照附近電解水制氫設備
“隨著全球綠氫認證的不斷推進，可再生能源電力制氫的應用規(guī)模和范圍將逐步增加。新鄉(xiāng)本地電解水制氫設備廠家排名
新興電解水制氫技術(shù)海水電解制氫：可直接利用海洋資源，但面臨高鹽度、腐蝕性等挑戰(zhàn)。未來應開發(fā)抗腐蝕催化劑、適用的交換膜，改進電極結(jié)構(gòu)和電解槽裝置。耦合制氫：通過小分子氧化與析氫反應耦合，降**氫能耗，提高能量效率。未來需深入探究耦合機制，開發(fā)經(jīng)濟環(huán)保的技術(shù)并集成到可再生能源系統(tǒng)。研究總結(jié)與展望電解水制氫技術(shù)取得一定進展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來應提升催化劑性能、降低能耗、研制新型設備，以適應可再生能源并網(wǎng)和清潔能源儲存需求，在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。新鄉(xiāng)本地電解水制氫設備廠家排名
