高效电解氢技术，国际电解水制氢技术的发展趋势

来源：网络浏览：38 2022-11-14 02:29:01

随着太阳能、风电设备的指数增长，“绿色氢”逐渐成为储能解决方案的一种选择，电解槽市场的浪潮正在兴起。但是，设备的性能和成本在商业化阶段拒绝了无数优秀的储氢解决方案。

作为全球AEM膜技术领先的氢能企业，氢能稳定化市场上出现了自主开发的高效、高机动性、低成本的AEM储能解决方案。

稳氢氢能深耕AEM电解技术——兼具性能和成本优势的AEM电解水技术在储氢应用中优势显著。 AEM最适合与输出功率变化的可再生能源组合在现场制氢。其应用场景主要是屋顶太阳能制氢、氢气站内制氢一体化、弃风大型风力发电场停风长时间限制储氢、结合可再生能源削峰填谷、结合热电厂发电侧水

氢能稳定化致力于为全球能源危机创造革命性的解决方案，实现可持续发展。自主研发的新型零排放电解槽解决了提高效率和降低成本两个基本难题。电解槽采用该公司国际领先的阴离子交换膜( AEM )专利研发公司的产品，高效经济地大规模生产水和可再生能源“绿色”氢。

AEM大幅提高了制氢效率，可灵活覆盖全场景的稳定氢能在膜的研发上具有国际优势，采用更长的有机高分子链，使AEM膜伸长量更大，耐压强度更高，碱环境稳定性更好，希望提高阴离子膜在纯体系中的传导性和耐久性，达到电流密度1A/cm2( ( (工作电压1.8V )和衰减速度15mV/1000 )。电解水系统生产单目标氢气功耗更低，功耗仅为4.8kWh。

氢稳定化氢能源电解槽设备中采用的离聚物膜在提供优异的化学稳定性的同时，实现了高离子导电性和机械耐久性。例如，用阳极用纯水送入电解槽时，阴离子膜在1.8 V下提供1020 mA/cm2的电流密度，通过以200mA/cm2使用镍系阳极催化剂和泡沫镍多孔传输层，提供20000小时的长期耐久性。

该技术可在高压下运行直接产生3MPa氢气，启停快速、动态响应，很好地适应风力发电、太阳能发电等波动较大的可再生能源发电应用场景，起到切峰和抑制电网波动的作用。数据显示，AEM电解水制氢设备目前已运行35000多个小时，设备仍处于正常运行状态。

另外，稳石独自开发的AEM电解水系统由多个电解槽模块构成，可以与太阳能电池面板同样地堆叠多个模块进行生产，满足1~200Nm3/hr的氢生产标准，是分散型可再生能源小场合的氢储存

AEM将成为成本最低的储氢解决方案。不考虑电价，“绿色氢”生产成本高的主要原因是电解水制氢系统的设备成本和运营成本。

电解槽作为可再生能源大规模制氢的重要装备，占制氢系统总成本的近50%。因此，以电解槽为代表的氢能设备对降低制氢成本起着重要作用。

在稳定氢能的AEM电解槽催化剂中，避免使用贵金属，电解槽生产过程以降低各阶段成本为目的，采用先进的低成本离聚物膜和镍基催化剂制造，只消耗水和可再生能源。可堆叠的高效设计使氢气的加压生产变得容易，提高了成本效益。

稳氢氢能技术总监曹炬表示，我们结合市场测算，预计AEM电解设备3年内可实现规模化生产，当储存电力(弃风弃光)电价降至0.15元/kWh时，AEM将释放1nm氢气生产稳氢氢能的AEM电解设备运行寿命已达到70000小时，结合其产氢综合电能) 4.8kwh/kwh65清洁电价，可以降低AEM水电解制氢的总成本(基于单位产氢的设备成本和运营成本) nm ) )，未来3年，AEM制氢成本将低于碱槽和PEM，灰氢生产成本( 15元/kg )，未来5年，将低于“可再生能源AEM储氢”

AEM是储氢的最优解，自1800年英国发明电解水以来，电解槽的发展已经经历了两个多世纪，不同时期的技术进步特别是材料的突破极大地影响了其发展过程。

最先发明的碱性液体电解质电解槽难以快速启停，不适合与风力、太阳能发电等快速变动特性的可再生能源相结合。

目前市场上最为熟悉的质子交换膜( PEM )技术贮藏应用商业化的基础性问题有：其核心原材料质子交换膜依赖进口、催化剂使用贵金属材料、双极板镀有钛或钛板

新兴的SOEC技术需要稀有金属作为催化剂，且由于特殊的高温工作环境要求，难以规模化应用。

从材料、性能、效率和成本来看，阴离子交换膜( AEM )突破材料技术壁垒无疑是电解水技术在储运应用中的优化交替、储氢的最优解。

尖端科学技术的发展依靠技术不断突破。未来两年内，稳氢能源将持续加大科研投入，实现国内电解水设备量产，为大众尚未确定的储氢市场带来确定性。实现了AEM储氢示范项目向商业化的革命性转变，稳石步伐从未停歇。