該技術是指使用質子(陽離子)交換膜作為固體電解質替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態電解質(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。氫氣是一種輕而高活性的氣體,具有很多科學用途。包頭工業電解水制氫設備
現在世界上每年消耗的氫氣在5000萬噸左右,其中96%來自化石能源,*4%來自電解水,而且所用的電也并非全部來自可再生能源。綠氫是統籌解決全球氣候變化、能源安全與傳統產業轉型升級的重要措施,伴隨著以綠色低碳為特征的能源產業和技術變革在世界范圍內興起,綠氫發展將不斷加速。發展綠色氫能也是促進我國實現“雙碳”目標,加快我國發展方式綠色轉型的強勁動力。主要表現在:能源維度:利用本土可再生能源制氫,降低化石能源進口依賴,優化能源結構,提升能源自給與穩定性。環境層面:助力各行業脫碳,尤其助力高排放行業達成碳中和,減少污染排放,改善大氣質量。經濟領域:催生產業鏈各環節新興產業,推動傳統產業低碳升級,創造大量就業崗位,促進區域協調發展。技術方面:激發多領域技術創新,增強自主創新力,利于國際合作交流,提升國際能源領域話語權。通遼小型電解水制氫設備銷售氫氣因其清潔無污染、熱量高等優點,被譽為21世紀發展前景的清潔能源。
灰氫是指通過化石燃料(如煤炭、石油、天然氣等)燃燒或重整制取的氫氣。在生產過程中,會釋放大量的二氧化碳,因此被稱為“灰氫”。這種制氫方式成本較低,但對環境影響較大,是目前全球主要的氫氣生產方式。藍氫是在灰氫的基礎上,應用碳捕集與封存技術(CCUS),將生產過程中產生的二氧化碳捕獲并封存,從而減少碳排放。雖然藍氫的碳排放強度相對較低,但由于需要額外的碳捕集和封存技術,其生產成本較高。綠氫目前沒有統一定義,國內俗稱的綠氫就是可再生氫,即通過使用可再生能源(例如太陽能、風能、核能等非化石能源)制造的氫氣?,F階段電解水是主要的將這些外部能源吸收并生產出氫氣的方式,力爭實現零碳排放。
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。綠氫將替代煤成為主要的原料來源。
電解水制氫的操作步驟主要是:第一步,準備電解槽,將兩個電極分別插入水中,保持適當間距,通電后水開始分解。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,通電后應選擇合適的電流實現水的電解,電流的大小取決于反應條件和電極的大小。第四步,產氣收集,當電極的電流通過水時,氫氣和氧氣分別分解,并聚集在相應電極周圍,可以用一個導管或管道將產生的氫氣收集起來。第五步,分離氫氣,氫氣可以通過壓縮或直接與空氣相接觸來分離收集。電解水制氫作為目前綠氫制備手段之一,備受世界各國關注。濟寧專業電解水制氫設備
但該制氫方式需要消耗大量的電能,其中電價占總氫氣成本的60%~80%。包頭工業電解水制氫設備
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。包頭工業電解水制氫設備