安阳小型电解水制氢设备企业

阳离子/质子交换膜水电解技术(PEM)是指使用质子（阳离子）交换膜作为固体电解质替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质(30%的氢氧化钾溶液或26%氢氧化钠溶液)，并使用纯水作为电解水制氢原料的制氢过程。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，并且，PEM电解水制氢技术工作效率更高，易于与可再生能源消纳相结合，是目前电解水制氢的理想方案。但是由于PEM电解槽需要在强酸性和高氧化性的工作环境下运行，因此设备需要使用含贵金属(铂、铱) 的电催化剂和特殊膜材料，导致成本过高，使用寿命也不如碱性电解水制氢技术。PEM电解槽是PEM电解水制氢装置的重要部分。安阳小型电解水制氢设备企业

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。日照小型电解水制氢技术绿氢产业将在资源禀赋相对较好、应用场景比较丰富的区域率先发展。

强碱性溶液作为电解液生产氢气的工艺在20世纪中期被工业化。虽然其成本相对较低，但许多研究发现，使用碱性溶液作为电解质的过程消耗大量淡水资源，碱液易流失和腐蚀、能耗高，与可再生能源发电的适配性较差。新兴的碱性AEM技术因其高效、低成本的优势作为下一代碱性电解技术的发展方向而受到关注。它可以实现比PEM技术和SOEC技术同等甚至更高的电解效率，并降低了整体成本。然而，目前的阴离子交换膜有一定局限性，未来AEM技术的突破点可能是开发高稳定、长寿命的阴离子交换膜。目前，国内外对碱性溶液作为电解质技术的研究主要集中在寻找耐腐蚀的膜电极材料和合适的催化剂上。

制氢效率方面，行业成熟产品的直流电耗普遍在4.5kWh/Nm3左右，隆基氢能发布的Hi1系列电解槽可以实现4.3、4.1kWh/Nm3的直流电耗，可以行业水平。单体装备制氢量方面，隆基氢能、718所、NEL、西门子、Mcphy等厂家均推出了15MW左右的单体制氢装备，有效降低了制氢装备成本。制氢压力方面，部分厂家如NEL、蒂森克虏伯、西门子采用常压配套压缩机方案满足终端用氢需求，部分厂家如隆基氢能、718所采用中压配套压缩机方案满足终端用氢需求，部分厂家如Sunfire、Mcphy、西门子及大部分PEM厂家采用3Mpa左右的制氢压力配套压缩机方案满足终端用氢需求。行业尚未形成清晰的制氢压力方向，不同厂家技术理念也各不相同，应结合不同压力方案的成本、性能、可靠性差异选择合适的一种。 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。

“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。石家庄专业电解水

电解槽的基本组成单位是电解池。安阳小型电解水制氢设备企业

目前中国的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200Nm3/h，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500Nm3/h。相比国外，国内利用可再生能源耦合PEM电解水制氢的项目也相对偏少。国内大多数工业级可再生能源电解水制氢应用项目仍然以碱性水电解为主。总之，PEM电解水制氢技术基本成熟，进入了商业化早期阶段。但PEM电解水制氢技术仍然存在成本高的问题，性能和耐久性也有待提升，未来需要聚焦质子交换膜、电催化剂、气体扩散层与双极板等关键技术，进一步降低成本，提升商业化程度。安阳小型电解水制氢设备企业