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    一文讀懂電解水制氫核心設備——電解槽

    發布日期: 2022-05-07
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    當前,在政策和市場雙驅動下,氫能產業鏈火熱發展,由此也帶動了制氫環節的快速成長;而雙碳目標的提出使“綠氫"成為減碳脫碳的重要途徑。其中,電解水制氫是重要的制取綠氫的方法,電解水制氫規模的提升,也使電解槽市場迅速增長。



    綠氫在制造成本上居高不下的主要原因是電價和電解水制氫系統,電解槽作為可再生能源大規模制氫的關鍵裝備,在制氫系統總成本中的占比近50%。
    因此,以電解槽為代表的氫能設備,對于制氫成本的降低起著關鍵性的作用。
    什么是電解槽?
    電解水制氫,是指在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發生電化學反應,即可分解成氫氣和氧氣,整個過程可實現*。
    在整個制造環節,核心的設備載體就是電解槽。通常電解槽的結構為三部分,分別是槽體、陽極、陰極組成。
    當直流電通過電解槽時,在陽極與溶液界面處發生氧化反應,在陰極與溶液界面處發生還原反應。
    目前我國電解水制氫設備多運用于光伏、風電,可再生能源制氫是主攻方向。其中,堿性水電解制氫有著較低的投資成本,已經充分實現產業化,是大規模綠氫生產的不錯之選擇,也是技術成熟以及商業化成熟的方式。
    堿性電解槽是如何工作的?
    堿水電解(AWE)作為成熟的電解技術占據著主導地位,尤其在一些大型項目廣泛應用。堿性水電解制氫電解槽隔膜主要由高分子材質組成,起分離氣體的作用。陰極、陽極主要由金屬合金組成,如Ni-Mo合金等。



    圖片



    ▲電解槽工作原理示意圖
    其原理是,在陰極水分子被分解為 H+和 OH-,H+得到電子生成氫原子,并進一步生成氫分子(H2);OH-則在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜,到達陽極,在陽極失去電子生成一個水分子和氧分子。
    堿性電解裝置當中最核心的產品是電解槽,在電解槽之前需配備變壓器和整流柜將高壓交流電轉換為電解槽所使用的直流電,供電解槽電解水使用。
    堿液電解槽的發展現狀
    由可再生能源驅動的電解制氫被認為是改善氣候和能源問題的好幫手,堿性電解槽被譽為可再生能源大規模制氫的關鍵裝備。隨著綠氫發展呼聲高漲,電解水制氫正迎來新一輪發展機遇。
    據中國氫能產業協會數據顯示:上半年,我國氫氣產量同比去年增加了25%,其中利用新能源制氫的比例同比提高了30%。
    彭博新能源財經預測:由于我國上半年氫氣產量的驚人增長,電解槽市場今年將翻一番,到2022年將翻四倍,預計中國將占全球電解槽裝機容量的60%-63%。
    隨著我國風、光、水等可再生能源的快速發展,電解水制氫技術與應用將會進入穩步上升期?!熬G氫"帶火了電解槽,可再生能源的深入開發利用,又延伸了能源生產制造的無碳之路,電解設備發展迎來了歷史性的機遇。
    值得關注的是,2022年1月5日-7日于上海舉辦的 “2021勢銀氫能與燃料電池產業年會" 上,國內外企業將共同討論“水電解制氫電解槽解決方案"、“堿性電解水制氫的解決方案" 、“PEM水電解制氫的解決方案"等精彩話題。
    文章來源:隆基氫能


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