水電解制氫系統核心—電解槽
文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2023-03-06 11:28:00【大
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綠色氫深度脫碳的能量本質促進了變革
氫作為能源載體將在全球能源轉型中補充電能。水電解制氫被認為是未來制氫的發展方向。特別是,利用可再生能源進行水電解制氫有可能將大量可再生能源轉移到難以深度脫碳的行業,并已成為所有國家的方向和重點。
中國目前是世界上最大的氫氣生產國,現有工業氫氣生產能力約為2500萬噸/年,其中最大的比例是約1000萬噸/年的煤制氫能力,其次是約800萬噸/年的工業副產品。化石能源改革產生的制氫技術成熟、規模大、成本低,但二氧化碳排放量大。然而,近年來國際氫能發展的好轉與利用氫能減少二氧化碳排放和進一步發展可再生能源的愿景密切相關。顯然,化石燃料制氫無法達到預期目標。
電解水制氫是生產綠色氫氣的重要方法。電解水制氫的增加也導致電解電池市場快速增長。中國氫能工業協會的數據顯示,上半年,中國氫氣產量同比增長25%,新能源制氫占比同比增長30%。
隨著國內上游制氫產業鏈的逐步成熟,越來越多的公司選擇通過水電解生產綠色氫氣。在綠氫成為“主流”發展方向的同時,電解質電池市場也迎來了“春天”。
一種逐漸熱的水電解制氫方法
電解水制氫意味著在向充滿電解質的電解質電池施加直流電后,水分子可以通過電極上的電化學反應分解為氫和氧,整個過程可以實現零排放。
在整個制造過程中,主要的設備載體是電解質電池。通常,電解池的結構由三部分組成,即池體、陽極和陰極。當直流電流流過電解槽時,陽極和溶液之間的界面發生氧化反應,陰極和溶液之間界面發生還原反應。
電解槽是電解水制氫系統的核心部分。電解水制氫系統由電解槽和輔助系統組成。電解槽是電解反應的主要場所,輔助系統包括電力轉換、水循環、氣體分離、氣體凈化等模塊。就成本構成而言,電解質電池約占制氫系統總成本的40.50%。此外,電力轉換系統、水循環系統和氫氣收集系統在總成本中所占比例很高。
目前,我國電解制氫廠主要用于光伏和風力發電,可再生能源制氫是主要研究方向。其中,堿性水電解制氫投資成本低,已完全實現工業化,是大規模綠色制氫的最佳選擇,也是最成熟的技術和商業類型。