堿性電解水制氫技術(shù)被認(rèn)為是成熟且成本效益比較高的電解水技術(shù)。一般采用 KOH 或 NaOH 作為電解液，濃度在 20%~30% 之間，隔膜多采取聚苯硫醚、聚砜等多孔聚合物材料。其原理為在兩個(gè)電極之間施以直流電，并用隔膜將陰陽(yáng)兩極分離開(kāi)來(lái)，在陰極水分子被還原，生成氫氣和氫氧根離子，生成的氫氧根離子穿過(guò)隔膜到達(dá)陽(yáng)極，在陽(yáng)極側(cè)失電子析氧，生成氧氣和水。堿性電解水制氫系統(tǒng)主要包括堿性電解槽主體和BOP輔助系統(tǒng)。電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成。國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)級(jí)可再生能源電解水制氫應(yīng)用項(xiàng)目仍然以堿性水電解為主。鄭州電解水制氫設(shè)備公司

從常遠(yuǎn)的角度來(lái)看，通過(guò)電解水制取的綠色氫氣是未來(lái)發(fā)展的主旋律，光伏產(chǎn)生的富余綠色電力用來(lái)電解水，制備成氫氣，并存儲(chǔ)起來(lái)。這種模式是目前人類為理想的綠色能源組合方式。我國(guó)發(fā)展光伏和氫能源，可以有效降低溫室氣體的排放，是碳中和和碳達(dá)峰的宏偉目標(biāo)的重要舉措。同時(shí)，由于氫能源的存儲(chǔ)和運(yùn)輸可以跨越時(shí)間和地點(diǎn)，當(dāng)未來(lái)十幾年后，我國(guó)的能源安全就能得到更好的保障。電解水制取氫氣的過(guò)程中沒(méi)有溫室氣體的排放，屬于綠氫，是比較符合人類環(huán)保要求的一種氫氣制取方式。電解水制氫主要有四種技術(shù)路線：堿性電解水制氫（ALK）、質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEM）、固體氧化物電解水制氫（SOEC）、陰離子交換膜電解水制氫（AEM）。邢臺(tái)PEM電解水制氫設(shè)備企業(yè)傳統(tǒng)的堿性電解槽制氫，主要是以氫氧化鉀為電解質(zhì)。

電解水制氫的操作步驟主要是：第一步，準(zhǔn)備電解槽，將兩個(gè)電極分別插入水中，保持適當(dāng)間距，通電后水開(kāi)始分解。第二步，選擇合適電極，通常是一種不容易被氧化的材料，例如鉑或鎢。第三步，選用合適電流，通電后應(yīng)選擇合適的電流實(shí)現(xiàn)水的電解，電流的大小取決于反應(yīng)條件和電極的大小。第四步，產(chǎn)氣收集，當(dāng)電極的電流通過(guò)水時(shí)，氫氣和氧氣分別分解，并聚集在相應(yīng)電極周圍，可以用一個(gè)導(dǎo)管或管道將產(chǎn)生的氫氣收集起來(lái)。第五步，分離氫氣，氫氣可以通過(guò)壓縮或直接與空氣相接觸來(lái)分離收集。

電解液的電阻受多種因素的影響。首先是電解液的種類和濃度。例如，在堿性電解液中，氫氧化鉀（KOH）濃度的變化會(huì)改變電解液的導(dǎo)電性。一般而言，濃度越高，離子數(shù)量越多，導(dǎo)電性越好，電阻越小，電壓損耗也會(huì)相應(yīng)降低。但是過(guò)高的濃度可能會(huì)導(dǎo)致其他問(wèn)題，如腐蝕電極等。其次是溫度。溫度升高，電解液中離子的運(yùn)動(dòng)速度加快，離子遷移率增加，使得電解液的電阻減小。例如，當(dāng)溫度從20℃升高到80℃時(shí)，氫氧化鉀電解液的電阻會(huì)降低，從而減少電壓損耗。另外，電解池的幾何結(jié)構(gòu)也會(huì)影響電壓損耗。電極間距越大，離子傳輸?shù)木嚯x越長(zhǎng)，電解液的電阻就越大，電壓損耗也就越大。同時(shí)，電解池的形狀、電極的大小和排列方式等也會(huì)對(duì)電解液的電阻產(chǎn)生一定的影響。隨著制氫裝備性能提升、成本下降，我國(guó)制氫設(shè)備自主技術(shù)創(chuàng)新呈現(xiàn)發(fā)展勢(shì)頭，將促進(jìn)綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

電解的本質(zhì)：電能推動(dòng)電解質(zhì)溶液中的水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成氫氣與氧氣。理論電量：根據(jù)法拉第定律，電極反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量與通入的電量成正比，制取1Nm3氫氣和0.5Nm3氧氣需要的電量為2390Ah，即1mol氫和0.5mol氧的理論電量為53.6Ah。電壓要求：要進(jìn)行電解，必須在一對(duì)電極上加上一定的直流電壓，使電流流過(guò)電解槽。U=E+IR+ηH+ηO（操作電壓=水的理論分解電壓+電解電流x電解總電阻+氫超電壓+氧超電壓）。總電阻電壓IR（歐姆損失）由V液、V隔、V極、V接共同組成，當(dāng)電解材料良好時(shí)，操作正常時(shí)，后3項(xiàng)影響很小，所以，操作電壓主要包括理論分解電壓、超電壓和電解液電壓損失。極間電壓或小室電壓，一般為1.8~2.5V。電解水制氫作為目前制取綠氫主要的方式，市場(chǎng)規(guī)模正不斷擴(kuò)大。保定國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備公司

它具備將大量可再生能源電力轉(zhuǎn)移到難以深度脫碳工業(yè)部門的潛力。鄭州電解水制氫設(shè)備公司

電解質(zhì)一般為30%質(zhì)量濃度的KOH溶液或者26%質(zhì)量濃度的NaOH溶液。堿性電解水制氫系統(tǒng)主要包括堿性電解槽主體和輔助系統(tǒng)(BOP)。堿性電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成，電解槽包括數(shù)十甚至上百個(gè)電解小室，由螺桿和端板把這些電解小室壓在一起形成圓柱狀或正方形，每個(gè)電解小室以相鄰的2個(gè)極板為分界，包括正負(fù)雙極板、陽(yáng)極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個(gè)部分。堿性電解槽主要成本構(gòu)成為：電解電堆組件45%和系統(tǒng)輔機(jī)55%；電解槽成本中55%是膜片及膜組件。鄭州電解水制氫設(shè)備公司