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新鄉(xiāng)本地電解水制氫設備

來源: 發(fā)布時間:2024-10-27

水電解制氫設備是一種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。其優(yōu)點是簡單易用,可以用于小型化應用,并且獲取的氫氣純度高,可以達到99.999%以上。但是由于電解過程效率不高,能耗較大,并且需要消耗大量的水資源,因此應用范圍受到一定限制。膜分離制氫設備是一種利用高選擇性分離膜過濾氫氣的方法。該設備通過特定的膜過濾技術,將氫氣從混合氣體中分離出來。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。但是由于膜材料成本相對較高,加上運行過程中難以處理一些不純凈的物質(zhì),導致其在應用范圍上有些受限。


電解水制氫系統(tǒng)主要由電解槽、電源系統(tǒng)、氣體分離與純化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等組成。新鄉(xiāng)本地電解水制氫設備

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陽離子/質(zhì)子交換膜水電解技術(PEM)是指使用質(zhì)子(陽離子)交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)(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(yōu)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(huán)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。呼倫貝爾附近電解水制氫設備廠家燃料電池汽車被視為整個綠氫行業(yè)的先導產(chǎn)業(yè),但下一步的關鍵是成本下降,同時帶動更大場景更大規(guī)模應用。

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目前,我國的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260標方/小時,而國外生產(chǎn)的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)模可以達到500標方/小時。PEM電解水制氫系統(tǒng)由PEM電解槽和輔助系統(tǒng)(BOP)組成。PEM電解槽由質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層和雙極板等零部件組裝而成。電解槽的基本組成單位是電解池,一個PEM電解槽包含數(shù)十至上百個電解池。質(zhì)子交換膜電解槽成本中45%是電解電堆、55%是系統(tǒng)輔機;其中電解電堆成本中53%是雙極板;膜電極成本由金屬Pt、金屬Ir、全氯磺酸膜和制備成本四要素組成。由于PEM電解槽的質(zhì)子交換膜需要150-200微米,在加工的過程中更容易發(fā)生腫脹和變形,膜的溶脹率更高,加工難度更大,主要依賴于國外產(chǎn)品。

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用項目仍然以堿性水電解為主。總之,PEM電解水制氫技術基本成熟,進入了商業(yè)化早期階段。但PEM電解水制氫技術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鍵技術,進一步降低成本,提升商業(yè)化程度。水電解制氫被認為是未來制氫的發(fā)展方向,特別是利用可再生能源電解水制氫。

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發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在電解水裝置電解水工作結束后,電解水裝置中電解電極組件所在的電解容器內(nèi)電解水重要品質(zhì)指標例如ph值、含氫量數(shù)值會較快發(fā)生變化,這個問題影響了電解水應用。本發(fā)明人經(jīng)過長期研究,找到了產(chǎn)生問題的原因,并提出本方法,較好解決了在電解水裝置電解水工作結束后較好保持電解水品質(zhì)的問題。技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明提出在電解水裝置電解水工作結束后保持電解水品質(zhì)的方法,其特征是:電解水容器、浸泡在電解水容器水中的電解水電極組件、可控電解水電源、控制電路;在電解水工作時,電極組件的極間等效電容被電解電流充電至電壓ur,在電解水工作結束后,ur會放電對容器中水及電極間隙中儲水作反正常電解水電流方向電解,改變電解水品質(zhì);另外,電解水工作結束后,電解水品質(zhì)會隨時間而發(fā)生改變;為使電解水工作結束后電解水不發(fā)生反方向電解并能夠較長時間保持品質(zhì)不發(fā)生改變,采取如下控制工藝:在電解水工作結束后,控制電路控制可控電解電源繼續(xù)給電解電極組件提供一定的品質(zhì)維持電流,電流方向與電解水工作電流方向相同,比電解水工作電流較小,以免于長時間較大電流影響電解水品質(zhì)變差或者耗電較大。所述可控電解水電源。它具備將大量可再生能源電力轉(zhuǎn)移到難以深度脫碳工業(yè)部門的潛力。pem電解水制氫造價保定

水電解制氫設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。新鄉(xiāng)本地電解水制氫設備

“如何得到成本更低的綠氫,是制氫環(huán)節(jié)的任務和使命。”胡駿明認為,此前,燃料電池汽車被視為整個綠氫行業(yè)的先導產(chǎn)業(yè),但下一步的關鍵是成本下降,同時帶動更大場景更大規(guī)模應用?!艾F(xiàn)階段,綠氫產(chǎn)業(yè)將在資源稟賦相對較好、應用場景比較豐富的區(qū)域率先發(fā)展,比如既有便宜綠電又有下游灰氫替代場景或燃料電池汽車示范的地方,進行制氫項目落地。”胡駿明指出,產(chǎn)業(yè)下一步將著力聚焦如何獲取更多更便宜的綠氫,推動下游車用、發(fā)電、化工等領域更大規(guī)模應用,由原來的需求側(cè)向供給側(cè)轉(zhuǎn)變。新鄉(xiāng)本地電解水制氫設備