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一文读懂电解水制氢核心设备——电解槽

时间: 2024-02-24 01:32:38 |   作者: 米乐官网309

  电解槽作为可再次生产的能源大规模制氢的关键装备,在制氢系统总成本中的占比近50%。

  当前,在政策和市场双驱动下,氢能产业链火热发展,由此也带动了制氢环节的快速成长;而双碳目标的提出使“绿氢”成为减碳脱碳的重要方法。其中,电解水制氢是重要的制取绿氢的方法,电解水制氢规模的提升,也使电解槽市场迅速增长。

  绿氢在制造成本上居高不下的根本原因是电价和电解水制氢系统,电解槽作为可再次生产的能源大规模制氢的关键装备,在制氢系统总成本中的占比近50%。

  电解水制氢,是指在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,即可分解成氢气和氧气,整一个完整的过程可实现零排放。

  在整个制造环节,核心的设备载体就是电解槽。通常电解槽的结构为三部分,分别是槽体、阳极、阴极组成。

  当直流电通过电解槽时,在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应。

  目前我国电解水制氢设备多运用于光伏、风电,可再次生产的能源制氢是主攻方向。其中,碱性水电解制氢有着较低的投资所需成本,已经充分实现产业化,是大规模绿氢生产的最佳选择,也是技术最成熟以及商业化最成熟的方式。

  碱水电解(AWE)作为最成熟的电解技术占据着主导地位,尤其在一些大型项目大范围的应用。碱性水电解制氢电解槽隔膜主要由高分子材质组成,起分离气体的作用。阴极、阳极主要由金属合金组成,如Ni-Mo合金等。

  其原理是,在阴极水分子被分解为 H+和 OH-,H+得到电子生成氢原子,并进一步生成氢分子(H2);OH-则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜,到达阳极,在阳极失去电子生成一个水分子和氧分子。

  碱性电解装置当中最核心的产品是电解槽,在电解槽之前需配备变压器和整流柜将高压交流电转换为电解槽所使用的直流电,供电解槽电解水使用。

  由可再次生产的能源驱动的电解制氢被认为是改善全球气候和能源问题的好帮手,碱性电解槽被誉为可再次生产的能源大规模制氢的关键装备。随着绿氢发展呼声高涨,电解水制氢正迎来新一轮发展机遇。

  据中国氢能产业协会多个方面数据显示:上半年,我国氢气产量同比去年增加了25%,其中利用新能源制氢的比例同比提高了30%。

  彭博新能源财经预测:由于我国上半年氢气产量的惊人增长,电解槽市场今年将翻一番,到2022年将翻四倍,预计中国将占全球电解槽装机容量的60%-63%。

  随着我国风、光、水等可再次生产的能源的加快速度进行发展,电解水制氢技术与应用将会进入稳步上升期。“绿氢”带火了电解槽,可再次生产的能源的深入开发利用,又延伸了能源生产制造的无碳之路,电解设备发展迎来了历史性的机遇。

  隆基以常年保持较高比例的研发投入,坚信“绿电+绿氢”是实现碳中和的有力武器。目前,隆基氢能正在投产阶段,将充分的发挥光伏产业发电成本低的优势,通过光伏发电制取“绿氢”,符合减少碳排要求,助推“双碳”目标的实现。

  7月12日,中国华电1200Nm³/h碱性电解槽产品下线暨气体扩散层(GDL)成果发布推广仪式在天津北辰区华电(天津)高端智造科创基地举行。

  本次下线Nm³/h电解槽和气体扩散层产品均由中国华电自主独立设计并生产制造在多项关键指标上创造了国际、国内领先和行业引领。

  相较传统电解槽,此次下线的电解槽运行电流密度提高约30%,整体重量减少近10%,直流能耗指标小于4.6千瓦时每标方氢气。在1.6MPa运行压力下,电解槽的额定产氢量达到1200Nm³/h。自主研发的单面焊双面焊缝成型工艺,实现国内首创。

  气体扩散层产品采用自动化卷对卷连续化生产的基本工艺,建成的气体扩散层产线m,电阻、气通量、拉伸强度等性能达到或超过国内外同种类型的产品水平,能够很好的满足燃料电池、电解水、液流电池产品对气体扩散层的需求。

  开发的氢燃料电池分布式供能系统产品,氢电效率大于52%,热电联产效率大于85%。整套装置采用撬装式设计,系统集成度高、结构设计模块化,为绿色建筑、新型基础设施、园区、孤岛等提供电力和热电联供服务,可满足多场景应用需求。返回搜狐,查看更加多