一、什么是电解槽?

电解槽是将碱溶液在直流电的作用下电解成氢气和氧气。电解槽的每个电解小室分为阳极小室和阴极小室。电解槽的阴极小室产生氢气, 阳极小室产生氧气。

碱性水电解的认识

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其主要性能有: 制得的氢气纯度高,能耗低,结构简单,制造、拆卸方便且使用寿命长, 材料的利用率高。

目前我国大型碱性电解水制氢设备多运用于光伏、风电等可再生能源制氢, 这也是主攻的方向。碱性水电解的认识

二、电解槽的组成

碱性电解槽由主体部件和辅助部件组装而成,主体部件如:端压板、端极板、中极板、极板、密封垫、电极、隔膜等。结合辅助部件如:丝杠、螺母、导向环、导向套、绝缘垫、绝缘套、碟簧等等零部件组装而成。

电解槽包括数十甚至上百个电解小室, 由螺杆和端板把这些电解小室压在 一起形成圆柱状, 每个电解小室以相邻的2个极板为分界, 包括正负双极板、阳极电极、隔膜、 密封垫圈、阴极电极6个部分。

碱性水电解的认识

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三、碱性水电解技术

碱性电解水制氢是指在碱性 电解质环境下进行电解水制氢的过程, 电解质一般为30%质量浓度的K0H溶液。

碱性电解水制氢系统主要包括碱性电解槽主体和BOP装置及辅助系统

碱性水电解的认识

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碱性电解技术最大的优势是阴阳 电极板中不含有贵金属,因此电解槽的成本相对较低。最核心的特点是要求电力稳定可靠, 不适合风光等间歇性电能。

商业成熟度高,运行经验丰富, 国内一些关键设备主要性能指标均接近于国际先进水平 ,单槽电解制氢量大,易适用于电网电解制氢。

 四、电解水制氢未来展望

电解水制氢的成本主要取决于电力成本、 电解槽投资成本和运行负荷、其中 电力成本对电解水制氢的敏感性影响最高60%~70%。随着电力成本下降、 设备投资成本的占比逐渐增加。未来降本驱动因素主要在于, 电价降低、设备利用率的增加 以及技术进步降低电解槽成本。但由于碱性电解槽工艺技术已经十分成熟, 通过技术革新降低成本幅度不大, PEM存在较大将本空间, 未来10年通过技术改进和规模扩张, 可以降本40%,制氢成本将下降5%-10%。随着产业的进一步发展, 未来应用场景将不断拓宽,大型化、低成本、 低能耗是产业发展共识。需要大规模制氢产能的化工冶 金领域将持续采用碱性电解槽制氢, 而在分布式能源场景中,如现场制氢加氢站场景等等。在电子工业中,钨、钼丝加工,真空电子管金属零件的热处理,半导体材料硅、锗的提取,半导体器件生产中的外延生长、器件烧结等;在冶金工业中,用金属化法进行粉末冶金制取钽、锭、铌等稀有金属,磁钢生产,硅钢的处理等;在化学工业中,氢作为原料,生产合成氨、甲醇、液体燃料和核燃料,此外,还用于尼龙生产,油脂氢化等;在气体制造工业中,精制氮、氩等惰性气体,常采用加氢除氧,氢作为可燃气体,氢氧焰能达很高温度,用于硬质玻璃、光学玻璃、石英器件的加工生产中;在气象科学中,用氢填充探空气球, 携带探空仪升到数万米高空,探测大气的有关气象要素,为气象预报科学提供数据资料,为航空、航海、国防与工农业建设服务;

虽然说氢气能源的发展前景十分开阔, 但由于才处于刚刚发展的阶段,有许多薄弱的环节,比如产业结构不够完善、装备不够全面、 材料成本偏高,甚至存在安全性方面的问题。 所以在氢气能源发展阶段, 仍然有很长的路要走。而从目前的发展状况来看, 我国的制备氢气技术相对成熟, 已经逐步完善产业化结构,全国化石能源制氢和工业副产氢已经有 比较大的规模。大型设备装置的应用首先需在小型实验装置模拟开机运行测试,而得到验证后方可投入商业运营中。

碱性水电解的认识

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原文始发于微信公众号(碱性水电解制氢设备生产):碱性水电解的认识

根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量达3715万吨,2050年达9690万吨。有分析认为,电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体,在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。 因此,在“双碳”背景下,电解水制氢项目成为了市场关注的热点话题。为促进行业信息流通,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

作者 808, ab