清 洗 世 界Cleaning World专论与综述第38卷第1期2022年1月0 引言化石燃料的过度消耗造成了严重的环境污染问题，人们对开发可持续能源的需求日益强烈。由于可再次生产的能源提供的能量在并入电网时会产生波动和不安全，导致可再次生产的能源产生的部分电能无法并入电网使用，从而造成能源的浪费。氢能可以将这些浪费的能源存储起来，氢气的单位热值较高，约为40 kW·h/kg，氢气燃烧时生成的产物只有水，被视为 21 世纪最具发展的潜在能力的清洁能源。氢能产业高质量发展的初衷是减少CO 2 排放量，根据不同制取方式，氢有灰氢、蓝氢和绿氢三类。灰氢主要由工业副产气制取，蓝氢可由化石燃料制得，绿氢...

  清 洗 世 界Cleaning World专论与综述第38卷第1期2022年1月0 引言化石燃料的过度消耗造成了严重的环境污染问题，人们对开发可持续能源的需求日益强烈。由于可再次生产的能源提供的能量在并入电网时会产生波动和不安全，导致可再次生产的能源产生的部分电能无法并入电网使用，从而造成能源的浪费。氢能可以将这些浪费的能源存储起来，氢气的单位热值较高，约为40 kWh/kg，氢气燃烧时生成的产物只有水，被视为 21 世纪最具发展的潜在能力的清洁能源。氢能产业高质量发展的初衷是减少CO 2 排放量，根据不同制取方式，氢有灰氢、蓝氢和绿氢三类。灰氢主要由工业副产气制取，蓝氢可由化石燃料制得，绿氢主要是用可再次生产的能源产生的电力来生产。绿氢中的水电解制氢很适合与可再次生产的能源构建储能系统，其储能具有存储范围大、应用场景范围广等特点。本文重点分析不同水电解技术在储能领域的优劣性。1 水电解制氢技术目前电解水制氢主要有碱性水电解制氢、质子交换膜（PEM）水电解、固体氧化物（SOEC）电解水制氢这三种技术路线。根据各自技术特点以及商业化应用程度，碱性水电解制氢路线及 PEM 电解水制氢将是未来与可再次生产的能源结合的主流电解水制氢工艺路线 碱水电解制氢技术碱水电解制氢是一项相对来说很成熟的水电解制氢技术，目前已经大范围的应用于气象、医药领域。碱水电解装置主要有碱性电解液以及多孔的阴极板、阳极板、隔膜、镍网构成。碱性电解技术最大的优势是阴阳电极板中不含有贵金属，因此电解槽的成本也相比来说较低。最核心的特点是要求电力稳定可靠，不适合风光等间歇性电能。相对于 PEM 水电解制氢，碱水电解制氢技术极间距较大，电解质的欧姆电阻增加。碱水电解制氢技术缺点明显，占用场地大。碱性水电解技术的商业成熟度高，运行经验比较丰富，国内一些关键设备主要性能指标均接近于国际领先水平，单槽电解制氢量大，易适用于电网电解制氢。1.2 PEM 纯水电解制氢PEM 水电解制氢采用质子交换膜取代了石棉膜，H 2 O 在正极上发生水电解反应，在电场和催化剂的作用下，分裂成 2H + ，2e - 和 1/2O 2 ，质子传递到质子交换膜内，在电能势差的影响下直接通过质子交换膜到达负极，在负极得电子析出氢气。PEM 电解水制氢的主要优点是 ：①高气体纯度，质子交换膜只允许 H + 带着少量的水通过，而氧气无法通过，这就保证氢气的纯度能达到三个 9 以上。②产出高压氢气，质子交换膜的抗压强项目名称 ：河北省氢能技术创新中心，编号 ：。作者简介 ：韩欢欢（1995-），女，助理工程师，硕士研究生，研究方向 ：水电解制氢。收稿日期 ：2021-10-08。文章编号 ：1671-8909（2022）1-0049-002水电解制氢的特点及发展前途韩欢欢，王雪泽，王震，李黎明，宋时莉（中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北 邯郸 056000）摘要 ：近年来，我国致力于构建清洁低碳高效的能源体系。在“碳达峰”和“碳中和”的战略目标下，氢能成为一笔不可忽视的能源财富，从源头做到可持续是实现氢能产业高质量可持续发展的核心准则。将可再次生产的能源与水电解制氢结合起来，打造从生产到消费全过程的氢能装备产业链。本文介绍了水电解制氢这三种技术路线的优缺点，并对氢能未来的发展做出了展望。关键词 ：可再次生产的能源 ；水电解制氢 ；绿氢中图分类号 ：TQ116 文献标识码 ：A