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一文读懂电解水制氢核心设备——电解槽

发布日期: 2022-05-07
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当前,在政策和市场双驱动下,氢能产业链火热发展,由此也带动了制氢环节的快速成长;而双碳目标的提出使“绿氢"成为减碳脱碳的重要途径。其中,电解水制氢是重要的制取绿氢的方法,电解水制氢规模的提升,也使电解槽市场迅速增长。



绿氢在制造成本上居高不下的主要原因是电价和电解水制氢系统,电解槽作为可再生能源大规模制氢的关键装备,在制氢系统总成本中的占比近50%。
因此,以电解槽为代表的氢能设备,对于制氢成本的降低起着关键性的作用。
什么是电解槽?
电解水制氢,是指在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,即可分解成氢气和氧气,整个过程可实现*。
在整个制造环节,核心的设备载体就是电解槽。通常电解槽的结构为三部分,分别是槽体、阳极、阴极组成。
当直流电通过电解槽时,在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应。
目前我国电解水制氢设备多运用于光伏、风电,可再生能源制氢是主攻方向。其中,碱性水电解制氢有着较低的投资成本,已经充分实现产业化,是大规模绿氢生产的不错之选择,也是技术成熟以及商业化成熟的方式。
碱性电解槽是如何工作的?
碱水电解(AWE)作为成熟的电解技术占据着主导地位,尤其在一些大型项目广泛应用。碱性水电解制氢电解槽隔膜主要由高分子材质组成,起分离气体的作用。阴极、阳极主要由金属合金组成,如Ni-Mo合金等。



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▲电解槽工作原理示意图
其原理是,在阴极水分子被分解为 H+和 OH-,H+得到电子生成氢原子,并进一步生成氢分子(H2);OH-则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜,到达阳极,在阳极失去电子生成一个水分子和氧分子。
碱性电解装置当中最核心的产品是电解槽,在电解槽之前需配备变压器和整流柜将高压交流电转换为电解槽所使用的直流电,供电解槽电解水使用。
碱液电解槽的发展现状
由可再生能源驱动的电解制氢被认为是改善气候和能源问题的好帮手,碱性电解槽被誉为可再生能源大规模制氢的关键装备。随着绿氢发展呼声高涨,电解水制氢正迎来新一轮发展机遇。
据中国氢能产业协会数据显示:上半年,我国氢气产量同比去年增加了25%,其中利用新能源制氢的比例同比提高了30%。
彭博新能源财经预测:由于我国上半年氢气产量的惊人增长,电解槽市场今年将翻一番,到2022年将翻四倍,预计中国将占全球电解槽装机容量的60%-63%。
随着我国风、光、水等可再生能源的快速发展,电解水制氢技术与应用将会进入稳步上升期。“绿氢"带火了电解槽,可再生能源的深入开发利用,又延伸了能源生产制造的无碳之路,电解设备发展迎来了历史性的机遇。
值得关注的是,2022年1月5日-7日于上海举办的 “2021势银氢能与燃料电池产业年会" 上,国内外企业将共同讨论“水电解制氢电解槽解决方案"、“碱性电解水制氢的解决方案" 、“PEM水电解制氢的解决方案"等精彩话题。
文章来源:隆基氢能


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