一文讀懂電解水制氫核心設(shè)備——電解槽

更新時(shí)間：2022-05-31

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當(dāng)前，在政策和市場(chǎng)雙驅(qū)動(dòng)下，氫能產(chǎn)業(yè)鏈火熱發(fā)展，由此也帶動(dòng)了制氫環(huán)節(jié)的快速成長(zhǎng)；而雙碳目標(biāo)的提出使“綠氫"成為減碳脫碳的重要途徑。其中，電解水制氫是重要的制取綠氫的方法，電解水制氫規(guī)模的提升，也使電解槽市場(chǎng)迅速增長(zhǎng)。

綠氫在制造成本上居高不下的主要原因是電價(jià)和電解水制氫系統(tǒng)，電解槽作為可再生能源大規(guī)模制氫的關(guān)鍵裝備，在制氫系統(tǒng)總成本中的占比近50%。

因此，以電解槽為代表的氫能設(shè)備，對(duì)于制氫成本的降低起著關(guān)鍵性的作用。

什么是電解槽？

電解水制氫，是指在充滿(mǎn)電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，即可分解成氫氣和氧氣，整個(gè)過(guò)程可實(shí)現(xiàn)*。

在整個(gè)制造環(huán)節(jié)，核心的設(shè)備載體就是電解槽。通常電解槽的結(jié)構(gòu)為三部分，分別是槽體、陽(yáng)極、陰極組成。

當(dāng)直流電通過(guò)電解槽時(shí)，在陽(yáng)極與溶液界面處發(fā)生氧化反應(yīng)，在陰極與溶液界面處發(fā)生還原反應(yīng)。

目前我國(guó)電解水制氫設(shè)備多運(yùn)用于光伏、風(fēng)電，可再生能源制氫是主攻方向。其中，堿性水電解制氫有著較低的投資成本，已經(jīng)充分實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，是大規(guī)模綠氫生產(chǎn)的不錯(cuò)之選擇，也是技術(shù)成熟以及商業(yè)化成熟的方式。

堿性電解槽是如何工作的？

堿水電解（AWE）作為成熟的電解技術(shù)占據(jù)著主導(dǎo)地位，尤其在一些大型項(xiàng)目廣泛應(yīng)用。堿性水電解制氫電解槽隔膜主要由高分子材質(zhì)組成，起分離氣體的作用。陰極、陽(yáng)極主要由金屬合金組成，如Ni-Mo合金等。

▲電解槽工作原理示意圖

其原理是，在陰極水分子被分解為 H+和 OH-，H+得到電子生成氫原子，并進(jìn)一步生成氫分子（H2）；OH-則在陰、陽(yáng)極之間的電場(chǎng)力作用下穿過(guò)多孔的橫隔膜，到達(dá)陽(yáng)極，在陽(yáng)極失去電子生成一個(gè)水分子和氧分子。

堿性電解裝置當(dāng)中最核心的產(chǎn)品是電解槽，在電解槽之前需配備變壓器和整流柜將高壓交流電轉(zhuǎn)換為電解槽所使用的直流電，供電解槽電解水使用。

堿液電解槽的發(fā)展現(xiàn)狀

由可再生能源驅(qū)動(dòng)的電解制氫被認(rèn)為是改善氣候和能源問(wèn)題的好幫手，堿性電解槽被譽(yù)為可再生能源大規(guī)模制氫的關(guān)鍵裝備。隨著綠氫發(fā)展呼聲高漲，電解水制氫正迎來(lái)新一輪發(fā)展機(jī)遇。

據(jù)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示：上半年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量同比去年增加了25%，其中利用新能源制氫的比例同比提高了30%。

彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測(cè)：由于我國(guó)上半年氫氣產(chǎn)量的驚人增長(zhǎng)，電解槽市場(chǎng)今年將翻一番，到2022年將翻四倍，預(yù)計(jì)中國(guó)將占全球電解槽裝機(jī)容量的60%-63%。

隨著我國(guó)風(fēng)、光、水等可再生能源的快速發(fā)展，電解水制氫技術(shù)與應(yīng)用將會(huì)進(jìn)入穩(wěn)步上升期?！熬G氫"帶火了電解槽，可再生能源的深入開(kāi)發(fā)利用，又延伸了能源生產(chǎn)制造的無(wú)碳之路，電解設(shè)備發(fā)展迎來(lái)了歷史性的機(jī)遇。

值得關(guān)注的是，2022年1月5日-7日于上海舉辦的 “2021勢(shì)銀氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)年會(huì)" 上，國(guó)內(nèi)外企業(yè)將共同討論“水電解制氫電解槽解決方案"、“堿性電解水制氫的解決方案" 、“PEM水電解制氫的解決方案"等精彩話(huà)題。

文章來(lái)源：隆基氫能

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