曲線微導力聯動PEM純水電解制氫系統 碳中和戰略

2021-08-11 09:02

　　回顧人類消耗能源的形式，古代鉆木取火，農業時代用煤，工業時代大規模應用石油和天然氣，這些載能體的變化反映了減碳加氫、碳氫比降低的趨勢。目前，我國碳峰中和發展目標的提出，將進一步加快碳減排進程。氫作為一種零碳能源載體，越來越受到人們的重視。

　　我國氫能產業產值將達到 1 萬億元

　　預計到 2050 年，氫能在中國能源體系中的占比約為 10%，氫氣需求量接近 6000 萬噸，年經濟產值超過 10 萬億元。全國加氫站達到 1 萬座以上，交通運輸、工業等領域將實現氫能普及應用，燃料電池車產量達到每年 520 萬輛。從中長期來看，白皮書預計 2020 年至 2025 年間，我國氫能產業產值將達到 1 萬億元。(數據來源：《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》)

　　長久以來，對于降低電解水制氫的陽極析氧過電位的研究主要集中在電極材料的選擇和電極表面修飾的問題上。如何科學、有效合理的選用適合的電極材料并配合相關技術手段進一步提高其活性，對大大的提高制氫效率、降低制氫成本有著至關重要的作用。

　　PEM純水電解制氫采用的是質子膜電解槽，通過電解純水可物理分離高純氫氣和氧氣，氫氣作為主要產品，而氧氣作為副產品。目前該設備在國內應用比較廣泛，包括電廠、化工、冶金、玻璃、醫療、高端實驗室等。PEM純水電解制氫的設備體積較小，制取氫氣純度高達≥99.9995%，整個運行過程無污染，操作簡單，并可實現遠程無人值守。生產1m3氫氣的實際耗純水量約為845-880g。

　　PEM純水電解制氫優勢顯著

　　1、PEM型的分隔物是分子級微孔的離子膜，厚度很小。

　　2、PEM型的催化電極屬于分子級微孔，緊貼于離子膜兩邊及其內部孔道間，是一種零極距催化電極，它的優點是反應面積大，轉換效率高。

　　3、PEM型的電解槽內兩級室的集電器結構緊密且有彈性，從而使得電解槽重量輕、體積小，重量僅是相同產氫量的普通電解槽的1/3，優點是零極距，槽內阻小。

　　4、PEM型只需要純水，不需任何添加物，沒有腐蝕性液體，從而對壞境無污染，同時氣體純度也高。

　　5、PEM型中氫離子是在具有活性的質子交換膜中移動，從而在陰極產生還原氫氣。

　　曲線微導力聯動PEM純水電解制氫系統 碳中和戰略下的氫能破局點

　　在制氫過程中，電解的純水需要通過曲線微導力系統來生產，能夠有效保證電解水的純度，避免水中的其他電解質對電解純水的影響。曲線微導力系統能夠高效、穩定、安全的生產純水，保障電解槽的純水供應。本系統能夠與PEM純水電解制氫系統聯動操作，聯合控制。能夠實現全自動制水、數據遠程上傳。

　　大力發展氫能產業，不僅將顛覆傳統的化石能源產業，而且將大大改善交通運輸。例如，氫燃料電池汽車無碳排放，環保清潔，耐久性強，反應產物只有水。這對國民經濟的發展起著重要作用，可以改變我國經濟發展由數量增長向質量增長轉變。