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)生電化學反應,生成氫氣與氧氣。理論電量:根據(jù)法拉第定律,電極反應產(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。在電解水制氫的反應過程中,需要輸入一定的能量,電解質(zhì)就必不可少了。廊坊工業(yè)電解水制氫設備
電解質(zhì)一般為30%質(zhì)量濃度的KOH溶液或者26%質(zhì)量濃度的NaOH溶液。堿性電解水制氫系統(tǒng)主要包括堿性電解槽主體和輔助系統(tǒng)(BOP)。堿性電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成,電解槽包括數(shù)十甚至上百個電解小室,由螺桿和端板把這些電解小室壓在一起形成圓柱狀或正方形,每個電解小室以相鄰的2個極板為分界,包括正負雙極板、陽極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個部分。堿性電解槽主要成本構成為:電解電堆組件45%和系統(tǒng)輔機55%;電解槽成本中55%是膜片及膜組件。青島本地電解水氫能還可替代焦炭用于冶金工業(yè),降低建筑采暖的碳排放。
目前,電解水制氫技術比較成熟,而且水是一種***存在的資源,氫氣也是一種清潔的燃料,并不會產(chǎn)生有害的排放物,所以這是一種可持續(xù)的能源生產(chǎn)方式,應用比較***。同時,在電解水制氫的過程,還可以利用來自可再生能源的電力,比如太陽能、風能等,所以,電解水制氫在未來將成為更加環(huán)保和可持續(xù)的能源生產(chǎn)方式此外,電解水制氫技術的槽體結構簡單、易于操作、價格便宜且技術成熟,已經(jīng)普遍應用在燃煤電 廠、燃氣電廠和核電廠的氫冷發(fā)電機補氫上,能夠持續(xù)提供可靠且滿足純度、濕度要求及用量的氫氣。
PEM電解水制氫:原理:采用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì),以純水為電解原料,通過直流電實現(xiàn)水電解。特點:該技術具有高電流密度、高純度氫氣、快速響應以及高工作效率等優(yōu)勢。然而,其設備成本相對較高,且需要在強酸性和高氧化性的環(huán)境下運行。應用:PEM電解水制氫技術特別適用于需要高純度氫氣的領域,例如燃料電池汽車加氫站、食品工業(yè)以及半導體制造等。此外,其迅速響應的特性也使其非常適合與可再生能源結合使用。電解水制氫系統(tǒng)涵蓋了多個關鍵組件,包括電解槽、電源系統(tǒng)、氣體分離與純化模塊、冷卻體系以及控制系統(tǒng)等。其中,電解槽作為系統(tǒng)的**,其功能在于將水高效地電解為氫氣和氧氣。綠氫價格受電價、設備成本、運行成本、綠氫市場及政策等影響,目前與藍氫相比仍不具優(yōu)勢。
未來,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)能或將繼續(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、化工等領域對零碳燃料與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)能或將增長至約140萬噸/年,到2030年底全球(含中國)綠氫累計產(chǎn)能或將增長至約1600萬噸/年。PEM電解水制氫系統(tǒng)由PEM電解槽和輔助系統(tǒng)(BOP)組成。包頭本地電解水制氫設備
在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發(fā)生電化學反應,分解成氫氣和氧氣。廊坊工業(yè)電解水制氫設備
堿性水電解技術(ALK)是指在堿性電解質(zhì)環(huán)境下進行電解水制氫的過程,電解質(zhì)一般為30%質(zhì)量濃度的KOH溶液或者26%質(zhì)量濃度的NaOH溶液。較之于其他制氫技術,堿性電解水制氫可以采用非貴金屬催化劑,且電解槽具有15年左右的長使用壽命,因此具有成本上的優(yōu)勢和競爭力。堿性電解水制氫技術已有數(shù)十年的應用經(jīng)驗,在20世紀中期就實現(xiàn)了工業(yè)化,商業(yè)成熟度高,運行經(jīng)驗豐富,國內(nèi)一些關鍵設備主要性能指標均接近于國際先進水平,單槽電解制氫量大,易適用于電網(wǎng)電解制氫。但是,該技術使用的電解質(zhì)是強堿,具有腐蝕性且石棉隔膜不環(huán)保,具有一定的危害性。廊坊工業(yè)電解水制氫設備