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曲线微导力“携手”PEM纯水电解制氢“联动模式”坚守氢能利用

日期:2021-07-23    来源:莱特莱德

国际氢能网

2021
07/23
09:57
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关键词: 水电解 制氢 用氢

长期以来,煤炭、石油等化石燃料的广泛使用,不仅造成了全球性的环境污染。同时,化石燃料的不可再生,还会随着持续开采而面临枯竭。因此,新型清洁能源的开发与应用是大势所趋。氢能作为理想的清洁能源之一,将以其优异的使用性能在未来能源领域中扮演重要的角色。

  氢作为可代替化石燃料的新能源。具有以下特点:

  氢的化学能高,1g氢可以放出1.4×105J的热量,约为1g汽油产生热量的3倍。(数据来源:技术网)

  氢气在能量转换过程中,除释放出巨大的能量外,不产生污染物,不会造成环境污染,因而被称为“清洁燃料”。

  氢的来源非常广泛。

  氢的用途极为广泛。

  水电解制氢作为一种将电能直接转化为氢能的技术,即水分子在直流电作用下被解离生成氧气和氢气,分别从电解槽阳极和阴极析出。且根据电解槽隔膜材料的不同,通常将水电解制氢分为碱性水电解(AE)、质子交换膜(PEM)水电解以及高温固体氧化物水电解(SOEC)。

  其中,固体氧化物电解技术(SOEC)因其工作温度过高,限制了电解材料的选择、密封和运行控制,为此始终无法得到应用和推广。碱性电解水(AE)是目前应用较为普遍的电解水制氢方法,但存在污染,效率低等问题。

  与上述两种技术相比,PEM水电解制氢(PEM)能在高电流密度下工作,体积小,效率高,生成的氢气纯度可高达99.999%。区别于碱性水电解制氢,PEM水电解制氢(PEM)选用具有良好化学稳定性、质子传导性、气体分离性的全氟磺酸质子交换膜作为固体电解质替代石棉膜,能有效阻止电子传递,提高电解槽安全性。与AE制氢相比,PEM水电解制氢(PEM)工作电流密度更高,总体效率更高,氢气体积分数更高,产气压力更高,动态响应速度更快,能适应可再生能源发电的波动性,被认为是极具发展前景的水电解制氢技术。

  PEM纯水电解制氢采用的是质子膜电解槽,即通过物理分离电解纯水,在两个电解室中分别产生高纯氢气和氧气。其中高纯氢气作为主要产品,而氧气则可作为副产品。

  为了能够有效保证电解水的纯度,避免水中的其他电解质对电解纯水的影响。在制氢过程中,电解的纯水需要通过曲线微导力系统来生产。曲线微导力系统能够与PEM纯水电解制氢系统联动操作,联合控制的工艺操作,不仅能够高效、稳定、安全地生产纯水,有效保障电解槽的纯水供应,还能实现全自动制水、数据远程上传。其具有以下技术特点:

  1、体积较小,结构合理。

  2、操作简单,并可实现远程无人值守。

  3、制造成本低,生产1m3氢气的实际耗纯水量约为845-880g。

  4、制取氢气纯度高达≥99.9995%,整个运行过程无污染,节能环保。

  随着能源问题和环境问题日益严重,氢能源已经成为我国重要的发展方向。作为理想的清洁二次能源,氢能将是未来能源结构中具发展潜力的清洁能源之一。坚守氢能绿色利用的初衷,积极发展水电解制氢的绿氢制备技术,才能真正实现与可再生能源的融合发展。


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