唐山本地电解水制氢技术

从近年来发布的氢能相关主要国家政策和相关战略可以看出：氢能 2020 年列入能源范畴，2022 年上升至国家能源战略高度，这与提出碳达峰碳中和目标和能源饭碗端在自己手中的指示，与中石化打造氢能公司目标是一致的。目前成熟的电解水技术为碱水电解和质子交换电解。从国际能源署预测，全球制氢技术仍以碱性电解水为主。从今年季度国内上马的制氢项目也可以看出全部为碱性电解制氢技术。2022 年中国碱性电解水制氢设备的出货量约 800MW，质子交换膜电解水制氢设备的出货量约 24MW，在 2021 年基础上实现翻番，2023 年上半年已公开招标项目装机规模超 400MW，绝大多数均采用碱性水电解制氢技术，预计 2023 年国内电解槽订单量将超 1GW 水平。电解水制氢作为目前制取绿氢主要的方式，市场规模正不断扩大。唐山本地电解水制氢技术

能源短缺和环境恶化，加速推动全球氢能开发，脱碳加氢和清洁高效是百年来能源科技进步的趋势。PEM电解水制氢是相当有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。兴燃科技自主研发的PEM电解水制氢设备，可实现产氢量0.5m³/h-1000m³/h，制氢效率可达78%-84%。产氢纯度可达99.999%。自主开发的电解水制氢系统管理系统，实现了电解槽的压力、温度、液位、报警连锁等自动控制，有效的保护了电解槽运行，提升了电解槽使用寿命300%以上。鄂尔多斯附近电解水制氢设备销售电解水制氢系统主要由电解槽、电源系统、气体分离与纯化系统、冷却系统以及控制系统等组成。

电解水制氢就是利用电力将水分解成氢气和氧气的化学反应过程。电解水的反应公式为：2H2O→2H2+O2，反应需要利用电流作为驱动力。具体来说，将两根电极插入水中，通电时，阴阳极上分别析出氢气和氧气，随后通过气体分离器分离收集。电解槽是实现电解水制氢的设备，它可以将直流电通过电极分解电解质溶液，并将电解产物分离出来。电解槽的类型多样，常用的有对流式电解槽、膜法电解槽等。电源是电解水制氢的重要组成部分，需要提供足够的电流和电压以保证反应能够正常进行。一般采用直流电源，其电压和电流的大小取决于电解槽的大小和反应条件。

目前，我国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距，国内生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模大约在260标方/小时，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500标方/小时。PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统(BOP)组成。PEM电解槽由质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板等零部件组装而成。电解槽的基本组成单位是电解池，一个PEM电解槽包含数十至上百个电解池。质子交换膜电解槽成本中45%是电解电堆、55%是系统辅机；其中电解电堆成本中53%是双极板；膜电极成本由金属Pt、金属Ir、全氯磺酸膜和制备成本四要素组成。由于PEM电解槽的质子交换膜需要150-200微米，在加工的过程中更容易发生肿胀和变形，膜的溶胀率更高，加工难度更大，主要依赖于国外产品。PEM电解水制氢的系统响应速度快，适应动态操作。

发明人发现：在电解水装置电解水工作结束后，电解水装置中电解电极组件所在的电解容器内电解水重要品质指标例如ph值、含氢量数值会较快发生变化，这个问题影响了电解水应用。本发明人经过长期研究，找到了产生问题的原因，并提出本方法，较好解决了在电解水装置电解水工作结束后较好保持电解水品质的问题。技术实现要素：本发明提出在电解水装置电解水工作结束后保持电解水品质的方法，其特征是：电解水容器、浸泡在电解水容器水中的电解水电极组件、可控电解水电源、控制电路；在电解水工作时，电极组件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；为使电解水工作结束后电解水不发生反方向电解并能够较长时间保持品质不发生改变，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。水电解制氢设备是将水分解成氢和氧的方法，将电流通过水电解槽内的电极，在负极处放电，把水分解成氢和氧。石家庄附近电解水制氢设备销售

而酸性电解水制氢设备因为其高效、高纯度的氢气产出而备受关注，但是设备价格和稳定性相对较差。唐山本地电解水制氢技术

目前中国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距。国内生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模大约在200Nm3/h，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500Nm3/h。相比国外，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。国内大多数工业级可再生能源电解水制氢应用项目仍然以碱性水电解为主。总之，PEM电解水制氢技术基本成熟，进入了商业化早期阶段。但PEM电解水制氢技术仍然存在成本高的问题，性能和耐久性也有待提升，未来需要聚焦质子交换膜、电催化剂、气体扩散层与双极板等关键技术，进一步降低成本，提升商业化程度。唐山本地电解水制氢技术