水电解制氢技术通过电解槽将水分解产生氢气,其中电解槽的设计和结构对效率和成本有着重要影响。碱性电解水制氢技术由于可大规模制氢且成本较低,目前占据了绝大部分的市场订单,被认为是目前最为成熟的一项技术。
碱性电解槽按结构分类,主要有三种类型:圆形带压、方形常压和模块化。
圆形带压电解槽因其耐压性能优越,适合高压应用,但设计复杂、成本较高。模块化电解槽则因其灵活的组合能力和维护简便而适用于多种场景,但在大规模应用时经济性有限。
方形常压电解槽由氯碱行业演变而来。与高压系统相比,常压系统下氢气泄露速度会明显下降,具有更好的安全性;且方形常压内部流场分布更均匀、合理。
此外,方形常压电解槽成本较低,制造工艺更简单,便于实现大型化;设计上不需要考虑耐压问题,对端板、框架等强度要求低,节省材料投入;不需要设置压力调节装置,也不存在压力阀门的泄露问题。
各类电解槽的选择,主要取决于具体的应用需求、性能要求和工程设计考量。本文对国内部分方形电解槽厂商进行整理,以供大家参考,排名不分前后。阅读本文前欢迎扫码进群交流。
一、苏州吉冠科技有限公司
苏州吉冠科技有限公司成立于 2021 年,专注于氢能制取和应用的成套解决方案,为客户提供全流程一站式技术服务。
公司的服务以ALK 低中压水电解槽和ALK 低压高电密水电槽为核心,涵盖产品研发与技术迭代、生产工艺、全产业链供应保障、技术培训、控制策略、设备安装调试、开机运维、氢能领跑者白名单、欧洲第三方目击测试证书等各个环节,并对开机性能数据负责,目前已服务十余家知名国企央企。
方形电解槽
ALK低压电解槽是可提供预组装的橇装模块化的电解装置,撬装式电解槽有助于简化新制氢厂的建设且保持较低成本,目前撬装模块化的电解装置可通过累加实现吉瓦级的产能需求,适用于大规模制氢。
20 MW 模块参数
- 设计H2产能:4000 Nm³/h
- 直流电耗(DC):4.3 kWh/Nm³
- 纯水用量:<1l/Nm³ H2
- 标准操作范围:10% - 100%
- 电解槽出口H2产品质量:> 99.9% 纯度(干基)
- 处理后H2产品质量(可选):根据客户要求,可高达99.999%
- 电解槽出口H2产品压力:~300 mbar
- 运行温度:最高90℃
ALK低压高电密电解槽(方形)8大优势
- 占地面积小30% :1 GW 相比传统方案节省2.7万平方厂房
- 预装插片式模块化:维保成本节约30%
- 高电密:额定10 kA/m² , 最高12 kA/m²
- 方形槽带压运行:工作压力0.3bar
- 大标方:单槽制氢规模1500标方/小时
- 10%~100%宽功率范围
- 高适应性电源:等效96脉波, THD ( 总 谐 波 含 量 ) < 2 %
- 集成立式分离器:分离效率提升50%,容积减小30%
二、三一氢能
三一集团有限公司始创于1989年。自成立以来,秉持“创建一流企业,造就一流人才,做出一流贡献”的企业愿景,打造了业内知名的“三一”品牌。
秉承“品质改变世界”的使命,三一每年将销售收入的 5% 左右用于研发,致力打造世界一流的产品。发动机、控制器、油缸、泵阀马达、减速机、回转支承底盘等核心零部件实现自主可控。专利申请及专利授权数量均突破万件,成为中国申请及授权专利最多的工程机械企业。
S系列3000标方方形电解槽
6大特点
- 单体制氢规模全球最大:全球领先的氢气产量,符合未来大规模绿色氢能需求。
- 基于模块化设计理念:设计模块化,提高了安装、维护和更换的便利性。
- 零极距设计,搭载先进的贵金属电极和复合隔膜:采用先进材料,提高了电解效率和稳定性。
- 能带压运行:提高了系统的场景适应性,降低了二次增压需求。
- 运行电密超过10000A/m2:高效稳定的运行电流密度,确保高产氢效率。
- 可靠性高,便于制造、运输、安装、维护和保养:双液压油缸自动紧固+机械式锁紧的双重保险的行业首创技术,设计简洁、稳定性高,降低了运营成本和维护难度。
9大核心优势
- 占地面积小:比传统方案节省2.7万平方米厂房;
- 预装插片式模块化,维保成本节约30%;
- 高电密:额定电密10000A/m2,最高电密12000A/m2 ;
- 方形槽带压运行:工作压力0.5MPa,氢气处理能力提升3倍;
- 大标方:单槽制氢规模3000Nm³/h,分离系统10000Nm³/h,纯化系统20000Nm³/h;
- 功率波动范围10%~120%:启停次数减少30%;
- 采用高适应性电源:等效96脉波,THD( 总谐波含量 )<2%;
- 集成立式分离器:分离效率提升50%,容积减小30%;
- SIEMS三一综合能源管理系统:绿电利用率提升10%。
三、宏泽(江苏)科技股份有限公司
宏泽(江苏)科技股份有限公司成立于2003年,专业从事离子膜电解槽及其配件的研发、生产、销售。
主营产品:JHM系列膜极距离子膜电解槽制造、离子膜电解槽膜极距升级改造、离子膜电解槽维修,以及多种离子膜电解槽配件,包括:多种规格的可溶性聚四氟乙烯(PFA)防腐蚀软管、多种规格的PFA覆膜式耐腐蚀橡胶垫片、钛镍总管等多种配件,为各离子膜烧碱生产厂家提供一站式配套服务。
Hz系列碱性水制氢电解槽
2000Nm³/h的Hz电解槽额定电流密度为8000A/m²,稳态下直流能耗为4.30kWh/Nm³,可在10%~110%之间协同风光等可再生能源波动特性进行调节,设计寿命可达20年。
- 大型化的制造工艺更简单,便于实现大型化,设计上不需要考虑耐压问题,对端板、框架等强度要求低,节省材料投入,不需要设置压力调节装置。
- 便于模块化,可轻松扩展至1000~4000m³/h规格,成组布置后可实现单套系统8000标方/小时。;额定电密12000 A/m²;可在10%~110% 之间协同风光等可再生能源波动特性进行调节;维护方便,可在现场进行检修和更换。
四、山东蓝拓氢能源科技有限公司
山东蓝拓氢能科技有限公司位于日照金属表面处理中心 注册资本金5000万元,是一家从事电解槽及其核心配套项目的研发、生产和销售的科创型企业,公司着眼于氢电耦合发展,着眼于绿色钢铁冶炼、绿色港口建设、绿色炼化提升,为客户提供氢能制、储、加、用一体化解决方案和全过程运维服务。
目前,公司已形成“PPS基网+复合隔膜+方型常压电解槽”的产品结构,基本形成“核心装备+关键配套”产业链发展模式。
1000Nm³/h常压电解槽
该电解槽工程验证的模块化常压电解槽实测电耗4.14kWh/Nm³,制氢效率高达82%以上,分离器出口氢气纯度99.9%以上。是目前国内唯一运行压力低于1bar(表压),氧中氢含量低于0.2%的/电解水制氢设备,负荷范围可达5~120%,系统升降负荷速率达到5.6%/s。
采用自主设计的零极距极板结构和低液阻分布式流道,匹配高亲水、高泡点、低电阻、耐腐蚀复合隔膜,依托分布式耦合、多层级联动的数字化控制系统,兼顾波动性高适应性好、安全性高、制氢效率高、能耗低等特点。
相比传统的圆形高压电解槽,蓝昆氢能的模块化常压电解槽在安全性、不稳定电源负荷宽适应性、运维便捷性、制氢高效性等方面具备显著优势,形成了“高安全性运行、低载荷启动、模块化装配、低成本运维”四大优势,能够更好的适应风电、光伏等不稳定电源/大规模制氢需求。
- 预装插片式设计,可根据客户需求定制大标方电解槽,不同于传统圆形高压电解槽体积和重量变大会带来一定的安全隐患,如部分小室下坠容易漏碱的问题等,更适配大规模制氢。
- 采用零间隙技术,电极与隔膜几乎做到零距离,减小溶液电阻;采用低压运行条件以及方形槽结构,优化电解液流场,促进气泡流通,减小气泡电阻,结合复合隔膜性能优化,直流电耗≤4.2kWh/Nm³、电流密度≥8000A/㎡、峰值电流密度≥12000A/㎡、有效电解面积≥3.3㎡;
- 电解槽工作压力为0.2-0.3bar(表压),所用复合隔膜泡点大于1.5bar,可杜绝氢氧互窜带来的安全隐患;
- 功率波动范围5%~120%: 启停次数减少30%,风光不稳定电源功率匹配度高;
- 使用第三代复合隔膜,具有强离子传导性、高稳定性、高泡点及高气密性。面电阻<0.1Ωcm²,可降低5%-10%的制氢能耗;泡点>1.5bar;具有离子选择功能致密层和强亲水孔道复合结构膜的设计实现低氢渗透。
五、亿利氢田时代
内蒙古亿利氢田时代技术有限公司由亿利资源集团与亿利洁能股份公司共同出资成立,是一家集研发、设计、生产、销售各类电解水制氢系统设备的高科技企业也是唯一一家入选内蒙古自治区工信厅新能源装备制造企业
高电密矩形碱性电解槽
氢田时代高电密矩形碱性电解槽采用矩形结构,相较同尺寸圆形结构电解槽,材料使用效率更高、流场分布更合理;使用创新支撑架构,可实现电解槽电极近似零间隙,大幅降低欧姆电阻,同时结合高性能电极的应用,极大的提高制氢效率。
该项测试实证了矩形结构在大型化方面更具有优势,可实现更高电流密度、更少小室数量、更小占地面积以及更低制造成本。阴极采用自主研发高性能低成本电极,制氢能耗表现优异,在85℃较低温度下,经过7000A/m2电密连续24小时不停机运行数周后,未见性能衰退。
独特的创新支撑架构在矩形形态下,让各小室内及小室间的介质含气度、介质温度均匀性等工艺条件更加合理,使得各小室电压近似完全一致,让核心材料性能充分发挥。该创新产品为氢田时代在绿氢领域的发展提供有力支持,也为整个行业的进步注入新的活力。
六、海德氢能
海德氢能是中国最具科技创新力的可再生能源制氢储能企业。海德氢能面向碳中和愿景,致力于引领绿氢行业技术创新,为全球新能源客户提供先进的绿氢制取、氢氨储能及氢安全产品和服务。
电解水制氢系统“氢舟”
海德自研先进电解水制氢系统“氢舟”,集成冬奥氢安全技术、云帆电解单片与数字化平台,有效解决困扰绿氢制取的行业痛点,提供安全、智能、高效的先进绿氢制取解决方案。从启动到运维,全方位、全流程开启“降本增效”的新模式。
舟若行远,则必有帆。基于第一性原理,海德开创性地推出了可动态扩展的标准化制氢单元“云帆”,为绿氢低成本、大规模落地提供了技术上的可能性。经过10种以上仿真设计和9000小时仿真验证,“云帆”实现了更均匀的流场分布、更小的隔膜冲击和更高的电流密度。
基于“云帆”的标准化制氢单元,“氢舟”系统能够满足不同规模和落地形态的绿氢制备需求,提供从50-500标方/小时的单一预制舱方案到1000+标方/小时的制氢厂房方案。
来源:艾邦综合网络整理
艾邦建有制氢产业交流群,聚焦氢气生产、碱水/PEM电解槽(隔膜、极板、催化剂、极框、密封垫片等)、PPS、质子交换膜、钛金属、镍网等产业链上下游,设备,材料,配件等配套资源,欢迎大家加入。
会议议程
演讲议题
时间 |
议题 |
演讲单位 |
08:50-09:00 | 开场介绍 | 艾邦高分子 江耀贵 创始人 |
09:00-09:30 | PEM制氢降本和发展展望 | 赛克赛斯 丁孝涛 技术副总 |
09:30-10:00 | SOEC电解槽的“革新之路” | 质子动力 陈静 项目工程师 |
10:00-10:30 |
茶歇 |
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10:30-11:00 | 制氢催化电极智能化热喷涂生产线发展趋势 | 立佳热喷涂 王凯 副总经理 |
11:00-11:30 | 制氢电极片生产新工艺 | 东福来 李东阳 总经理 |
11:30-12:00 | 先进质子交换膜助力PEM电解槽提升商业竞争力 | 戈尔 姚杜俊 销售总监 |
12:00-13:30 |
午餐 |
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13:30-14:00 | 高性能低成本PEM膜电极技术 | 复旦大学 张波 教授 |
14:00-14:30 | AEM电解槽关键技术与系统设计 | 稳石氢能 曹炬 技术总监 |
14:30-15:00 | 制氢电解槽生产与自动化组装线 | 新松 鞠春龙 营销高级总监 |
15:00-15:30 | 创新碱性电极推动高效电解制氢与氢能经济性 | 科隆精细化工 王亚杰 研究所所长 |
15:30-16:00 |
茶歇 |
|
16:00-16:30 | 电催化剂的设计及表面重构行为研究 | 天津大学 梁红艳 教授 |
16:30-17:00 | 制氢电解槽电极创新与发展 | 奥德源 田鹤 营销总监 |
17:00-17:30 | 新一代电解水制氢关键材料的研究 | 碳能科技 汪秀萍 CTO |
17:30-18:00 | 电解槽极板镀镍解决方案 | 宏力智能 万永新 副总经理/智能化工程师 |
如有展台、入袋资料等赞助意向,欢迎与周小姐联系:18320865613(同微信)
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原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):6家方形碱性制氢电解槽生产商介绍