石家莊專業(yè)電解水制氫設備

來源: 發(fā)布時間:2024-10-22

從目前國內(nèi)外綠氫產(chǎn)能和項目分布來看,我國綠氫產(chǎn)業(yè)處于快速起步階段,光伏制氫的裝機和應用規(guī)模在近幾年集中爆發(fā),正在運行的電解槽制氫系統(tǒng)多為全新產(chǎn)品或處于設計壽命期內(nèi),尚未出現(xiàn)大批量的性能衰減故障或退役等可靠性問題。因此目前國內(nèi)廠商主要關注制氫系統(tǒng)的能耗、成本等產(chǎn)品參數(shù),電解槽及系統(tǒng)的性能退化與可靠性等方面尚未引起普遍重視。國產(chǎn)制氫系統(tǒng)的一些關鍵零部件,尤其是電解槽隔膜和電極的產(chǎn)能和技術主要來自進口,由于材料和技術受限,多數(shù)中小型制氫系統(tǒng)廠商缺乏關鍵材料和零部件的檢驗檢測能力,一些大型企業(yè)雖然具備一定的測試能力,從行業(yè)整體來看仍處于初級階段,并且新老技術上存在嚴重脫節(jié)。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。石家莊專業(yè)電解水制氫設備

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氫能近兩年市場規(guī)模呈突飛猛進的態(tài)勢,呈現(xiàn)出項目規(guī)模大、客戶較為集中、要求更專業(yè)的特點??蛻羧杭性诿夯?、石油化工、氣體公司等行業(yè)。制氫單位成本 LCOH 仍是限制綠氫普遍應用的關鍵,而作為生命周期達 20 年以上的化工裝置,其運行的安全、穩(wěn)定對 LCOH 的影響很大。前述客戶群對制氫裝備這一雖具有較長應用歷史,但 2000 年以來一直未大規(guī)模應用于降碳場景的技術產(chǎn)品持一定程度的觀望態(tài)度,即對設備的壽命、利用率、衰減等關乎裝備安全、穩(wěn)定、可靠運行的指標十分關注。此外,前述客戶群期望廠商能夠提供這些指標的支撐素材和邏輯,以獲得金融機構(gòu)的資金支持。

壓縮制氫設備是一種通過物理過程令氫氣密度增加,從而實現(xiàn)純化的方法。其通過將自然氣或氣態(tài)氫氣經(jīng)過多重凈化過程后,被送入壓縮機中進行壓縮,壓縮后的氫氣的壓力可以達到700-900bar,從而達到純化的目的。其優(yōu)點是適用范圍廣,處理量大,同時沒有任何排放物,環(huán)保性好。但是由于需要高壓設備,造價較高,并且存在一定安全隱患。綜上所述,常見的制氫設備主要包括水電解制氫設備、膜分離制氫設備和壓縮制氫設備。不同的制氫設備各有優(yōu)缺點,應用于不同的領域和環(huán)境。在未來的研發(fā)中,制氫設備不斷迭代升級,有望在能源轉(zhuǎn)型和氫能產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更為重要的作用。固體氧化物電解水制氫設備可以實現(xiàn)高溫、高效率的制氫過程,并且具有較高的穩(wěn)定性,但是設備成本較高。

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我國的電解水制氫技術起源于蘇聯(lián)設備,對其商業(yè)應用需追溯到 19 世紀 90 年代。國內(nèi)大規(guī)模的電解水制氫技術以堿水電解制氫為主,該種設備技術流程簡單,操作方便,各項技術指標接近國際水準。堿性水電解通常采用 KOH 作為電解液,電解質(zhì)的質(zhì)量濃度一般為 20%-30%以保證電解液具有較高的電導率,并且電解槽需要強制對流。較高的電解槽溫度有利于降低電極反應的過電位和溶液的電阻,但會加劇材料的腐蝕。故電解槽的溫度應綜合考慮以上兩個方面,當前,工業(yè)化堿性水電解槽一般在 85℃~95℃下運行。電解槽內(nèi)的壓力也會對整個水電解過程產(chǎn)生影響。通過加壓可以減少電解槽內(nèi)氣體體積,使氣體停滯時間縮短,從而提高電解槽內(nèi)電解液的電導率,當前工業(yè)化堿性電解槽工作壓力在 3.2MPa 以內(nèi)。同時高壓設備無需使用費用較高的氫氣壓縮機,能夠減少啟動成本,近一些高壓設備已經(jīng)開始得到發(fā)展。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。開封電解水制氫設備公司

PEM電解水制氫技術基本成熟,進入了商業(yè)化早期階段。石家莊專業(yè)電解水制氫設備

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)??梢赃_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。石家莊專業(yè)電解水制氫設備