國內電解水制氫技術

甲醇與水在一定的溫度和壓力下，通過催化劑的作用，發生催化裂解反應和一氧化碳變換反應，終產生氫氣與二氧化碳的混合氣體。這個反應系統相當復雜，涉及多個組分和反應。主要反應包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氫氣，以及一氧化碳與水反應生成二氧化碳和氫氣。經過換熱、冷凝和分離后，可以得到氫含量約為74%、二氧化碳含量約為5%以及一氧化碳含量約為5%的轉化氣。甲醇的單程轉化率高達95%以上，未反應的原料則循環使用。隨后，轉化氣通過變壓吸附裝置進行分離提純，從而獲得高純度的氫氣。PSA變壓吸附工藝是氫氣分離的重要方法。它利用氣體組份在吸附床中的吸附特性差異，實現氫氣的分離提純。在固定吸附床中，通過充填吸附劑，含氫混合氣體在特定壓力下進入吸附床。由于不同組份的吸附特性不同，它們會在吸附床的不同位置形成吸附富集區。強吸附組份（如二氧化碳）會富集在吸附床的入口端，而弱吸附組份（如氫氣）則會富集在出口端。通過這種方式，可以實現氫氣的有效分離提純。PSA變壓吸附技術能夠制取出純度高達99%~999%的氫氣。綠氫是利用可再生能源如風電、水電、太陽能等制取的氫氣。國內電解水制氫技術

2023年全球電解水制氫項目建設的主要推動者為各國各領域企業、地方。其中，各國能源、化工及交通領域的企業是直接推動方，主要基于自身傳統業務的綠色轉型展開。如中國中石化新疆庫車綠氫項目，制取綠氫用于中石化旗下的塔河煉化替代傳統天然氣制氫；國際航運馬士基推動的丹麥Aabenraa港口綠氫制甲醇項目，為馬士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料。其次，各國的財政支持也是電解水制氫項目推進的重要因素，典型的如瑞典鋼鐵企業Ovako建成的綠氫替代傳統燃料冶金項目，綠氫產能約3千噸/年，其中瑞典能源署提供了30%以上的建設資金。巴彥淖爾專業電解水制氫技術電解水制氫過程中需要的主要設備包括：電解槽、氣液分離裝置、補水配堿裝置制氫電源及熱工控制等。

電解水制氫的基本原理是在直流電的作用下，水分子在電解槽中被分解成氫離子和氫氧根離子，氫離子在陰極得到電子還原成氫氣，而氫氧根離子在陽極失去電子氧化成氧氣。堿性電解水制氫：原理：利用堿性電解質（如氫氧化鉀或氫氧化鈉）作為導電介質，在電解槽中進行水電解。特點：技術成熟穩定，成本相對較低，但反應速度較慢，能量效率相對較低，且產生的氫氣純度不高，需要進行后續處理。應用：適用于大規模工業制氫，尤其是在電力成本較低的地區。

2024年至2025年，隨著各國補助力度加大與更多大型項目落地，國際電解水制氫產能或將繼續成番增長。一方面，海外有較多大型規劃綠氫項目儲備，全球經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。能景研究結合各國項目規劃、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）綠氫累計產能或將增長至約1600萬噸/年。水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實際消耗的電能。

水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實際消耗的電能。理想情況下，水電解制氫只需要1.23 V的電壓，這是水分解為氫氣和氧氣所需的小熱力學勢差。但實際上，由于電極材料、電解質、溫度、壓力、反應動力學等因素的影響，水電解制氫需要更高的電壓才能進行，一般在1.8~2.4 V之間。因此，水電解制氫的效率一般在50~80%之間。水電解制氫是一種可利用可再生能源（如太陽能、風能等）產生清潔氫氣的方法，具有環境友好和碳中和的潛力。但也面臨著技術挑戰和經濟競爭力等問題，需要進一步的研究和發展。氫能在非道路運輸領域的應用也在不斷推廣。新鄉本地電解水制氫設備產量

電解水制氫作為一種清潔、高效的制氫方式，具有廣泛的應用前景。國內電解水制氫技術

堿性電解水技術比較大的缺點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，設備需要經過較長時間預熱，啟動時間大概需要2 h。不過堿性電解水電解槽、隔膜等設備、材料的加工、制備工藝在我國已經基本成熟，產業鏈相對完善，是目前在我國**適合規模化的技術路線。通過調研了解，目前國內比較大單槽制氫規模已經達到 3000 Nm3/h，電解槽直流電耗比較低可以達到4.2 kW·h/Nm3。其原理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隔膜到達陽極，在陽極側失電子析氧，生成氧氣和水。國內電解水制氫技術