张家口工业制氢设备

“需要注意的是，制氢并不是新兴技术，在化工领域的制氢应用由来已久且技术并不难。但目前，新能源发电行业快速规模化发展，带动整个绿氢行业新场景、新需求陆续出现。”海德氢能源(江苏)科技有限公司副总经理胡骏明对《中国能源报》记者表示，如绿电制氢的出现对制氢技术提出更高要求。“目前，制氢项目规模持续扩大，兆瓦级甚至吉瓦级的项目未来也会越来越多，单槽制氢规模需求及制氢效率要求提升。”胡骏明指出，另外，绿电设备对绿电间歇性、波动性的灵活适应能力更为重要，同时也对系统的可靠性和易维护性有更高要求。PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点，PEM电解水制氢技术工作效率更高。张家口工业制氢设备

使用纯水电解，避免了潜在的环境污染，对环境友好；在工业领域，PEM水电解制备的绿氢应用于合成氨、炼油、化工、钢铁等碳密集型行业，有助于实现双碳目标；在交通领域，采用PEM水电解制氢技术建造加氢站现场制备绿氢，应用于燃料电池汽车、铁路、航空及航运等领域；在电力领域，将风力、光伏等新能源电力接入氢储能系统，用于电解水制取绿氢，制得的氢气储存在储氢罐中，需要时再将氢气结合氢燃料电池发电并网，为电网供电，由此可以解决大规模消纳可再生能源的问题。乌海电解水制氢技术PEM电解槽无需严格控制膜两侧压力，具有快速启动停止和快速功率调节响应的优势。

目前，我国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距，国内生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模大约在260标方/小时，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500标方/小时。PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统(BOP)组成。PEM电解槽由质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板等零部件组装而成。电解槽的基本组成单位是电解池，一个PEM电解槽包含数十至上百个电解池。质子交换膜电解槽成本中45%是电解电堆、55%是系统辅机；其中电解电堆成本中53%是双极板；膜电极成本由金属Pt、金属Ir、全氯磺酸膜和制备成本四要素组成。由于PEM电解槽的质子交换膜需要150-200微米，在加工的过程中更容易发生肿胀和变形，膜的溶胀率更高，加工难度更大，主要依赖于国外产品。

和碱性电解水制氢技术相比，PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点。PEM电解槽的电流密度更大，通常在10000 A/m2以上。PEM电解槽的产氢纯度通常在99.99%左右。由于PEM电解槽使用纯水作为电解原料，产生的氢气中不会带入碱雾，有利于提升氢气品质。另外，质子交换膜的气体渗透率低，这有助于避免氢气和氧气的气体交叉渗透现象。PEM电解槽无需严格控制膜两侧压力，具有快速启动停止和快速功率调节响应的优势，适用于可再生能源发电波动性输入。PEM电解槽的产氢纯度通常在99.99%左右。

碱性电解水在生产占有率和制氢成本方面具有巨大的优势。电解水技术的主要指标包括：电流密度、负载范围、气体纯度、电解效率、使用寿命、设备价格和动态响应几个方面。碱性水技术的痛点是电流密度低能耗效率低和隔气性差，特别是波动情况下的隔气性，存在本质安全性问题。随着碱性电解水技术的发展，隔膜材料已经发展了三代，早期的石棉隔膜，目前规模应用的 PPS 隔膜，逐渐出现了隔气性、稳定性好，能耗低的复合隔膜材料。国内外比较好技术为西班牙 AGFA 公司的 Zirfon 复合膜和国内碳能科技公司的复合隔膜。由于PEM电解槽使用纯水作为电解原料，产生的氢气中不会带入碱雾，有利于提升氢气品质。兴安盟电解水制氢设备产量

PEM电解水制氢是潜力的电解水制氢技术，有望成为“绿电+绿氢”生产模式的主流发展趋势。张家口工业制氢设备

为使电解水工作结束后电解水不发生反方向电解并能够较长时间保持品质不发生改变，采取如下控制工艺：在电解水工作结束后，控制电路4控制可控电解电源3继续给电解电极组件2提供一定值的品质维持电流，电流方向与电解水工作电流方向相同，比电解水工作电流较小，以免于长时间较大电流影响电解水品质变差或者耗电较大。为本发明在电解水装置电解水工作结束后保持电解水品质的方法，其特征为：电解水容器1、浸泡在电解水容器水中的电解水电极组件2、控制电路4、可控电解水电源7(虚线框内)包含电解水电源3、电解水电源供电给电解电极组件的电源开关5、与电源开关并联连接的电阻抗部件6；在电解水工作过程中，控制电路4控制电解水电源开关5闭合，电解水电源通过电源开关5给电解电极组件2提供电解水电流；在电解水工作结束后，控制电路4控制电解水电源开关5断开，电解水电源3不再通过电源开关5给电解电极组件2提供电解水电流，而是通过与电源开关5并联连接的电阻抗部件6给电解电极组件2提供比电解水工作电流较小的品质维持电流。本发明在电解水装置电解水工作结束后保持电解水品质的方法不限于上述实施例1、2形式的装置，而是可以应用于任何发挥其技术功能特征的装置中。张家口工业制氢设备