堿性電解水技術(shù)比較大的缺點(diǎn)在于工作電流密度較低、電解槽效率不高、占地面積大。特別在冬季,設(shè)備需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱,啟動(dòng)時(shí)間大概需要2 h。不過(guò)堿性電解水電解槽、隔膜等設(shè)備、材料的加工、制備工藝在我國(guó)已經(jīng)基本成熟,產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完善,是目前在我國(guó)**適合規(guī)?;募夹g(shù)路線。通過(guò)調(diào)研了解,目前國(guó)內(nèi)比較大單槽制氫規(guī)模已經(jīng)達(dá)到 3000 Nm3/h,電解槽直流電耗比較低可以達(dá)到4.2 kW·h/Nm3。其原理為在兩個(gè)電極之間施以直流電,并用隔膜將陰陽(yáng)兩極分離開(kāi)來(lái),在陰極水分子被還原,生成氫氣和氫氧根離子,生成的氫氧根離子穿過(guò)隔膜到達(dá)陽(yáng)極,在陽(yáng)極側(cè)失電子析氧,生成氧氣和水。PEM水電解技術(shù)被譽(yù)為制氫領(lǐng)域極具發(fā)展前景的水電解制氫技術(shù)之一。電解水制氫設(shè)備構(gòu)造圖張家口
理論分解電壓:不計(jì)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(dòng)勢(shì)電解水的理論分解電壓是1.23V。不過(guò)在實(shí)際操作中,由于電極極化、溶液電阻等因素,實(shí)際分解電壓往往大于理論分解電壓。實(shí)際分解電壓:一般在1.8-2.0V左右。超電壓:電流通過(guò)電極時(shí)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(guò)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(shí)際電解溫度較高且循環(huán),所以可忽略不計(jì)。(2)活化極化:參加電極反應(yīng)的某些粒子缺少活化能來(lái)完成電子轉(zhuǎn)移,使陽(yáng)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)。河南PEM電解水電解水制氫設(shè)備在未來(lái)的能源領(lǐng)域中擁有重要的應(yīng)用前景。
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(guò)程。當(dāng)直流電通過(guò)時(shí),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(yīng)生成氫氣;而氫氧根離子則在陽(yáng)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣。整個(gè)過(guò)程的化學(xué)方程式簡(jiǎn)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(dǎo)電媒介,促使水電解在電解槽中順利進(jìn)行。特點(diǎn):該技術(shù)已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,穩(wěn)定性良好,且成本相對(duì)較低。但遺憾的是,其反應(yīng)速度較慢,能量轉(zhuǎn)換效率不高,同時(shí)產(chǎn)生的氫氣純度也需進(jìn)一步提升。應(yīng)用:堿性電解水制氫技術(shù)主要適用于大型工業(yè)制氫場(chǎng)合,特別是在電力成本低廉的地區(qū)。
未來(lái),綠氫有望成為主力氫源,而電解水制氫則是綠氫的主要制取手段。電解水制氫賽道從政策、需求、供給端等角度定性定量看,發(fā)展要素是初步具備的。但2024H1電解槽中標(biāo)約523MW,以示范項(xiàng)目+堿性槽為主,較2023A的597MW,并未增長(zhǎng),甚至小幅下降。盡管市場(chǎng)發(fā)展不及預(yù)期,但卡點(diǎn)明確。進(jìn)一步分析,現(xiàn)階段,安全的風(fēng)光耦合、綠氫消納能力的不足,是制氫端招標(biāo)節(jié)奏放慢的兩大重要原因。行業(yè)需要時(shí)間,順應(yīng)趨勢(shì),尤其對(duì)于投資機(jī)構(gòu),橫向關(guān)注堿性槽、PEM槽與AEM槽的商業(yè)化進(jìn)展,縱向留意相應(yīng)零部件迭代的投資機(jī)會(huì),以緩解當(dāng)前市場(chǎng)痛點(diǎn),推動(dòng)電解水制氫賽道的真實(shí)繁榮。該設(shè)備通過(guò)特定的膜過(guò)濾技術(shù),將氫氣從混合氣體中分離出來(lái)。
氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應(yīng)用***的二次能源,正被視為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要載體。各國(guó)**都明確將氫能定位為未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分,是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。歐洲、美國(guó)等全球主要國(guó)家與地區(qū)都將氫能發(fā)展上升至國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略高度,近兩年接連出臺(tái)了氫能發(fā)展規(guī)劃與激勵(lì)機(jī)制。近年來(lái),至少數(shù)百家企業(yè)新進(jìn)入氫能行業(yè),市場(chǎng)保持了極高的增長(zhǎng)速度,預(yù)計(jì)未來(lái)氫能汽車,加氫站,儲(chǔ)運(yùn)氫氣,電解槽等將帶來(lái)萬(wàn)億美元的市場(chǎng)需求。在全球經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷歷史性的2020衰退以后,2021到2023年電解水設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)了極快的增長(zhǎng)速度。這得益于各國(guó)**政策的支持和各個(gè)企業(yè)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重視,在加上新進(jìn)入者的持續(xù)涌現(xiàn),電解水設(shè)備保持了極快的增長(zhǎng)速度。PEM電解槽無(wú)需嚴(yán)格控制膜兩側(cè)壓力,具有快速啟動(dòng)停止和快速功率調(diào)節(jié)響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。赤峰專業(yè)電解水制氫設(shè)備廠家排名
其優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣,處理量大,同時(shí)沒(méi)有任何排放物,環(huán)保性好。電解水制氫設(shè)備構(gòu)造圖張家口
電解水制氫的操作步驟主要是:第一步,準(zhǔn)備電解槽,將兩個(gè)電極分別插入水中,保持適當(dāng)間距,通電后水開(kāi)始分解。第二步,選擇合適電極,通常是一種不容易被氧化的材料,例如鉑或鎢。第三步,選用合適電流,通電后應(yīng)選擇合適的電流實(shí)現(xiàn)水的電解,電流的大小取決于反應(yīng)條件和電極的大小。第四步,產(chǎn)氣收集,當(dāng)電極的電流通過(guò)水時(shí),氫氣和氧氣分別分解,并聚集在相應(yīng)電極周圍,可以用一個(gè)導(dǎo)管或管道將產(chǎn)生的氫氣收集起來(lái)。第五步,分離氫氣,氫氣可以通過(guò)壓縮或直接與空氣相接觸來(lái)分離收集。電解水制氫設(shè)備構(gòu)造圖張家口