电解水制氢设备构造图张家口

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KOH溶液或者26%质量浓度的NaOH溶液。较之于其他制氢技术，碱性电解水制氢可以采用非贵金属催化剂，且电解槽具有15年左右的长使用寿命，因此具有成本上的优势和竞争力。碱性电解水制氢技术已有数十年的应用经验，在20世纪中期就实现了工业化，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。但是，该技术使用的电解质是强碱，具有腐蚀性且石棉隔膜不环保，具有一定的危害性。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。电解水制氢设备构造图张家口

在双碳目标驱动下，中国电解水制氢产业发展迅速，产业链端入局企业在迅速增加，应用端在逐步突破。中国布局电解水制氢的企业数量快速增加，据统计，电解槽装备企业数量已超百家，产业链相关企业已超二百家。自2021年至今，国内已有接近40款碱性电解槽产品发布。中国已有超过百个在建和规划中的电解水制氢项目，涵盖了石油炼化、化工合成、钢铁冶炼和交通等多个领域。接近75%的绿氢项目坐落于三北地区，约80%的项目采用碱性电解水制氢技术。宁夏附近电解水PEM水电解制备的绿氢应用于合成氨、炼油、化工、钢铁等碳密集型行业。

贵金属、贵金属合金及其氧化物仍然是性能比较好的催化剂。然而，贵金属催化剂的使用成本较高，开发高性能、低成本的催化剂非常重要。过渡金属催化剂和非金属催化剂具有制备成本低的优点，通过尺寸和形貌调控、导电载流子材料复合、原子掺杂、晶相调控、非晶态工程、界面工程等设计策略，可提高其催化活性。开发高效、低成本的催化剂是电解水制氢的关键步骤。贵金属催化剂由于其成本高、存储量低，难以支持大规模应用。过渡金属和非金属材料成本低，具有较大的丰度，是替代贵金属催化剂的理想材料。图7比较了不同类型的催化剂。与贵金属催化剂相比，过渡金属催化剂结构不稳定，催化机理复杂，非金属催化剂的活性有待提高。这三类电解水制氢催化剂都有待进一步研究。

电解水制氢，即通过电能将水分解为氢气与氧气的过程，该技术可以采用可再生能源电力，不会产生CO2和其他有毒有害物质的排放，从而获得真正意义上的“绿氢”。电解水制氢原料为水、过程无污染、理论转化效率高、获得的氢气纯度高，但该制氢方式需要消耗大量的电能，其中电价占总氢气成本的60%~80%。实际来看，绿氢制备的技术路线有多种，包括：碱性水电解技术(ALK)、阳离子/质子交换膜水电解技术(PEM)、固体氧化物水电解技术(SOEC)、阴离子交换膜电解水技术(AEM)。PEM电解水制氢是潜力的电解水制氢技术，有望成为“绿电+绿氢”生产模式的主流发展趋势。

太阳能作为丰富、纯净的可再生能源，能推进可持续发展。光伏发电有助于能源安全，减少化石燃料的消耗和排放，并满足日益增长的电力需求。然而，光伏发电的发展也受到许多因素的影响。首先，光伏材料的成本相对较高，特别是太阳能电池板的生产成本较高。其次，废旧太阳能电池板由于其环境影响和能源损失而被认为是危险废物。因此，需要降低光伏材料的生产成本，提高太阳能电池的耐久性，并开发回收方案，解决有毒废物的问题，促进更的光伏应用。此外，光伏发电系统的稳定性受气候条件和地理位置的影响很大。在一些地区，冬季的天气条件可能会导致系统性能的下降，从而影响发电效率。由于光伏系统的不稳定性，可以使用混合风能太阳能发电系统。因此，需要开发出更多的混合可再生能源系统，如太阳能、风能和潮汐能的结合。燃料电池汽车被视为整个绿氢行业的先导产业，但下一步的关键是成本下降，同时带动更大场景更大规模应用。山东电解水制氢设备产量

PEM电解槽的单位成本仍然远高于碱性电解槽。电解水制氢设备构造图张家口

采取如下控制工艺：在电解水工作结束后，控制电路控制可控电解电源继续给电解电极组件提供一定的品质维持电流，电流方向与电解水工作电流方向相同，比电解水工作电流较小，以免于长时间较大电流影响电解水品质变差或者耗电较大。所述可控电解水电源(虚线框内)包含电解水电源、电解水电源供电给电解电极组件的电源开关、与电源开关并联连接的电阻抗部件；在电解水工作过程中，控制电路控制电解水电源开关闭合，电解水电源通过电源开关给电解电极组件提供电解水电流；在电解水工作结束后，控制电路控制电解水电源开关断开，电解水电源不再通过电源开关给电解电极组件提供电解水电流，而是通过与电源开关并联连接的电阻抗部件给电解电极组件提供比电解水工作电流较小的品质维持电流。电解水容器1、浸泡在电解水容器水中的电解水电极组件2、可控电解水电源3、控制电路4；在电解水工作时，电极组件2的极间等效电容被电解电流充电至电压ur，在电解水工作结束后，ur会放电对容器1中水及电极间隙中储水作反正常电解水电流方向电解，改变电解水品质；另外，电解水工作结束后，电解水品质会随时间而发生改变。电解水制氢设备构造图张家口