水電解制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣的過程,可以用下面的化學方程式表示:2H 2O ----->2H2 + O2水電解制氫需要一個電解槽,其中有兩個電極(陽極和陰極),分別連接到電源的正負極。水在電解槽中充當電解質,可以傳導電流。當通電時,水在陽極發生氧化反應,生成氧氣和正電荷的氫離子(H +)。而在陰極發生還原反應,氫離子與負電荷的電子(e -)結合生成氫氣。具體的反應如下:陽極反應:2H 2 O -----> O 2 + 4H + + 4e -陰極反應:4H + + 4e - 2H 2水電解制氫的效率取決于所需的電壓和實際消耗的電能。理想情況下,水電解制氫只需要1.23 V的電壓,這是水分解為氫氣和氧氣所需的**小熱力學勢差。但實際上,由于電極材料、電解質、溫度、壓力、反應動力學等因素的影響,水電解制氫需要更高的電壓才能進行,一般在1.8~2.4 V之間。因此,水電解制氫的效率一般在50~80%之間。PEM電解水制氫的系統響應速度快,適應動態操作。開封國內電解水制氫設備廠家排名
國內電解槽企業說的上名字的就那么幾家,自從綠氫火熱之后,短短兩三年的時間內,就有數百家的電解槽企業成立。有基于以往電解槽企業從業經歷看到發展機遇辭職單干的,有風、光企業為了拓展延伸業務也涉足電解水制氫的(很大一部分原因也是這兩年風力發電和光伏發電都卷出天際了),也有燃料電池產業鏈上的企業將業務拓展延伸至電解水制氫的(因為燃料電池產業鏈上各環節大多也經營困難),還有純局外人看中綠氫巨大的發展潛力投入巨大財力,從老牌企業挖來*****,從零開始搭建團隊涉足其中的。棗莊國內電解水制氫設備廠家燃料電池汽車被視為整個綠氫行業的先導產業,但下一步的關鍵是成本下降,同時帶動更大場景更大規模應用。
在電解水制氫時,水發生電化學反應,在陰極產生氫氣,在陽極產生氧氣。純水作為電解質時,為弱電解質,電離程度低,且導電能力較差,因此往往會在水溶液中加入容易電離的電解質用于增加電解液的導電性。堿性電解質制氫的效果較好,不會腐蝕電極和電解池中的設備,通常采用濃度為20%~30%的KOH或者NaOH溶液作為電解質,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,運行時,施加的電壓一般在1.9 V到2.6 V之間。
理論分解電壓:不計任何損耗,只考慮水的自由能變化(電功),該電壓用于克服電解產生的可逆電動勢電解水的理論分解電壓是1.23V。不過在實際操作中,由于電極極化、溶液電阻等因素,實際分解電壓往往大于理論分解電壓。實際分解電壓:一般在1.8-2.0V左右。超電壓:電流通過電極時產生極化現象,使電極電位偏離平衡值,此偏離值即為超電壓。產生原因:(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,但實際電解溫度較高且循環,所以可忽略不計。(2)活化極化:參加電極反應的某些粒子缺少活化能來完成電子轉移,使陽極上氧化反應難以釋放電子,陰極上還原反應難以吸收電子,電極電位偏離平衡電位。低電流密度下容易出現。但是由于電解過程效率不高,能耗較大,并且需要消耗大量的水資源,因此應用范圍受到一定限制。
目前工業界主流堿性電解槽3000A/m2對應的小室槽壓為1.85V左右,少數新銳產品能達到6000A/m2@1.85V。但是,需要著重提醒的是,雖然大量學術論文中達到了很好的技術指標,但是測試的方法卻達不到工業標準?!肮び破涫卤叵壤淦鳌?,為了快速獲得與工業場景對標的有效數據,就需要在工業標準的復合隔膜堿性電解槽上進行測試。采用工業標準的硬件和方法來測試催化電極,以國內學術界在電解水制氫領域內的規模和實力,研發潛力將被快速激發和釋放,對國內堿性電解槽行業帶來性的貢獻。綠氫產業將在資源稟賦相對較好、應用場景比較豐富的區域率先發展。甘肅工業電解水制氫設備廠家排名
PEM電解水制氫是制取綠氫的主要技術路線之一,與可再生能源適配度高,是極具潛力的制氫技術。開封國內電解水制氫設備廠家排名
現在世界上每年消耗的氫氣在5000萬噸左右,其中96%來自化石能源,*4%來自電解水,而且所用的電也并非全部來自可再生能源。綠氫是統籌解決全球氣候變化、能源安全與傳統產業轉型升級的重要措施,伴隨著以綠色低碳為特征的能源產業和技術變革在世界范圍內興起,綠氫發展將不斷加速。發展綠色氫能也是促進我國實現“雙碳”目標,加快我國發展方式綠色轉型的強勁動力。主要表現在:能源維度:利用本土可再生能源制氫,降低化石能源進口依賴,優化能源結構,提升能源自給與穩定性。環境層面:助力各行業脫碳,尤其助力高排放行業達成碳中和,減少污染排放,改善大氣質量。經濟領域:催生產業鏈各環節新興產業,推動傳統產業低碳升級,創造大量就業崗位,促進區域協調發展。技術方面:激發多領域技術創新,增強自主創新力,利于國際合作交流,提升國際能源領域話語權。開封國內電解水制氫設備廠家排名