電解水制氫：電解水制氫中，電耗和折舊構(gòu)成其主要成本。估算基準(zhǔn)情形下堿性和PEM電解水制氫單位成本分別為21.85和25.29元/kg，電耗成本分別占總成本的86%和70%。從產(chǎn)能布局來看，中國(guó)和歐洲企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模，主要參與者積極擴(kuò)產(chǎn)。從出貨規(guī)模來看，考克利爾競(jìng)立、派瑞氫能和隆基氫能居國(guó)內(nèi)企業(yè)梯隊(duì)。GGII統(tǒng)計(jì)，2022年我國(guó)電解水制氫設(shè)備出貨量722MW（含出口同比增長(zhǎng)106%?？伎死麪柛?jìng)立出貨230MW，排名維持。目前全球氫氣生產(chǎn)以化石燃料制氫為主，清潔制氫存在替代空間。未來清潔制氫方案將成為主要增量，電解水制氫產(chǎn)量將從2021年的不到4萬噸大幅增長(zhǎng)至6170萬噸；耦合CCUS的化石燃料制氫產(chǎn)量將從2021年的60萬噸增長(zhǎng)至3300萬噸，清潔制氫方案將成為主流。家庭熱電聯(lián)供和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ吞細(xì)涞男枨笠苍诓粩嘣鲩L(zhǎng)。烏海電解水制氫設(shè)備公司

在電解水制氫時(shí)，水發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在陰極產(chǎn)生氫氣，在陽極產(chǎn)生氧氣。純水作為電解質(zhì)時(shí)，為弱電解質(zhì)，電離程度低，且導(dǎo)電能力較差，因此往往會(huì)在水溶液中加入容易電離的電解質(zhì)用于增加電解液的導(dǎo)電性。堿性電解質(zhì)制氫的效果較好，不會(huì)腐蝕電極和電解池中的設(shè)備，通常采用濃度為20%～30%的KOH或者NaOH溶液作為電解質(zhì)，并且通常用鍍鎳鋼板或者鎳銅鐵作為陽極催化劑，鍍有鎳或者鎳鈷合金的鋼材則作為陰極催化劑，運(yùn)行時(shí)，施加的電壓一般在1.9 V到2.6 V之間。通遼本地電解水制氫設(shè)備企業(yè)水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實(shí)際消耗的電能。

雖然堿性水電解工業(yè)化比較成熟，但其缺點(diǎn)也很明顯，首先，效率低，即使有隔膜的存在，陽極生成的氧氣也會(huì)擴(kuò)散到陰極，擴(kuò)散到陰極的氧氣又被還原成水，使得電解效率變低，而且穿越到陰極的氧氣會(huì)帶來很嚴(yán)重的安全隱患。其次，電解器能承受的電流密度有限，因?yàn)橐后w電解質(zhì)和隔膜存在，使得電解器難以在高電流密度的條件下運(yùn)行。再次，由于采用液體電解質(zhì)，高壓條件下運(yùn)行也難以實(shí)現(xiàn)，不利于運(yùn)行管理。雖然堿性電解水技術(shù)有明顯的不足，但是其應(yīng)用成本低，仍是工業(yè)應(yīng)用中的重點(diǎn)。目前越來越多的精力去研究開發(fā)堿性條件下的固體電解質(zhì)聚合物薄膜代替溶液電解質(zhì)和隔膜，實(shí)現(xiàn)堿性離子隔膜水電解（AEMWE，anion exchange membrane water electrocatalysis），能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)堿性水電解的不足。

陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM)AEM是較為新興的電解水制氫技術(shù)，尚處于研發(fā)階段。備受關(guān)注的原因是其采用陰離子交換膜作為電解質(zhì)，將ALK的低成本和PEM簡(jiǎn)單、高效的優(yōu)點(diǎn)相融合。現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)陰離子交換膜材料開發(fā)和機(jī)理研究，主要以國(guó)外大學(xué)，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等科研機(jī)構(gòu)主導(dǎo)（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其與PEM的根本區(qū)別在于將膜的交換離子由質(zhì)子換為氫氧根離子。氫氧根離子的相對(duì)分子質(zhì)量是質(zhì)子的17倍，這使得其遷移速度比質(zhì)子慢得多。AEM的優(yōu)勢(shì)是不存在金屬陽離子，不會(huì)產(chǎn)生碳酸鹽沉淀堵塞制氫系統(tǒng)。AEM中使用的電極和催化劑是鎳、鈷、鐵等非貴金屬材料，且產(chǎn)氫的純度高、氣密性好、系統(tǒng)響應(yīng)快速，與目前可再生能源發(fā)電的特性十分匹配。但AEM膜的機(jī)械穩(wěn)定性不高，AEM中電極結(jié)構(gòu)和催化劑動(dòng)力學(xué)需要優(yōu)化。AEM電解水技術(shù)處于千瓦級(jí)的發(fā)展階段，在全球范圍內(nèi)，一些研究組織/機(jī)構(gòu)正在積***力于AEM水電解槽的開發(fā)，為了擴(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，仍然需要一些創(chuàng)新與改進(jìn)。工業(yè)是目前氫氣消費(fèi)量領(lǐng)域，也是未來綠氫規(guī)?；瘧?yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域。

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(shí)現(xiàn)水電解。特點(diǎn)：該技術(shù)具有高電流密度、高純度氫氣、快速響應(yīng)以及高工作效率等優(yōu)勢(shì)。然而，其設(shè)備成本相對(duì)較高，且需要在強(qiáng)酸性和高氧化性的環(huán)境下運(yùn)行。應(yīng)用：PEM電解水制氫技術(shù)特別適用于需要高純度氫氣的領(lǐng)域，例如燃料電池汽車加氫站、食品工業(yè)以及半導(dǎo)體制造等。此外，其迅速響應(yīng)的特性也使其非常適合與可再生能源結(jié)合使用。電解水制氫系統(tǒng)涵蓋了多個(gè)關(guān)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。綠氫是利用可再生能源如風(fēng)電、水電、太陽能等制取的氫氣。巴彥淖爾PEM電解水制氫設(shè)備企業(yè)

氣液分離裝置將電解產(chǎn)生的氣體與電解液進(jìn)行分離，得到粗氫。烏海電解水制氫設(shè)備公司

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完成電子轉(zhuǎn)移，使陽極上氧化反應(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)。烏海電解水制氫設(shè)備公司