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SOEC制氢行业发展与挑战

日期:2023-12-13    来源:氢能技术情报

国际氢能网

2023
12/13
17:29
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关键词: 电解水制氢 水电解制氢 氢能产业

一、电解水制氢相关概念

(一)电解水制氢的行业背景

自《巴黎协定》发布以来,全球能源体系正从化石燃料为主向高效、可再生的低碳能源体系转型。氢气作为零碳的能源载体,正在得到越来越多的关注:根据国际氢能委员会《Hydrogen Scaling Up》报告,工业、交通、建筑供暖供电是氢能应用的重点领域,预测2050年氢能约占全球能源需求的18%。当前,我国提出碳达峰、碳中和发展目标,在政策、资金等多因素叠加催化下,近几年国内加氢站等基础设施、产业链关键技术与装备得到发展,形成长三角、珠三角、京津冀等氢能产业热点区域。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2019)》预测 2035年氢能占国内终端能源总量5.9%,加氢站数量1500座,燃料电池车保有量130万辆。

氢气来源广泛,热值高,清洁无碳,可储能、发电、发热,灵活高效,应用场景丰富,被认为是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想能源载体,备受各国青睐。国际氢能委员会预测2030年全球氢气需求总量约为14EJ(艾焦),炼油化工、合成氨等行业的氢气需求量最大。氢气的来源分为工业副产氢、化石燃料制氢、电解水制氢等途径,差别在于原料的再生性、CO2排放、制氢成本。

目前,世界上超过95%的氢气制取来源于化石燃料重整,生产过程必然排放 CO2;约4%-5%的氢气来源于电解水,生产过程没有CO2排放。制氢过程按照碳排放强度分为灰氢(煤制氢)、蓝氢(天然气制氢)、绿氢(电解水制氢、可再生能源)。氢能产业发展初衷是零碳或低碳排放,因此灰氢、蓝氢将会逐渐被基于可再生能源的绿氢所替代,绿氢是未来能源产业的发展方向。

(二)水电解制氢的四种途径

水电解制氢是指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。

目前的电解水制氢技术中,根据电解槽结构及催化剂、隔膜等材料的不同,可分为碱性电解水制氢(ALK)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、固体氧化物电解水制氢(SOEC)和阴离子交换膜电解水制氢(AEM)。其中,ALK是最早工业化的水电解技术,已有数十年的应用经验,最为成熟;PEM电解水技术近年来产业化发展迅速;SOEC水电解技术处于初步示范阶段;而AEM水电解研究刚起步。下图为上述四种电解水制氢技术的基本原理,图中列出的技术成熟度 (TRL) 为美国能源部在2020年时划分。

从时间尺度上看,ALK电解水技术在解决近期可再生能源的消纳方面易于快速部署和应用;但从技术角度看,PEM电解水技术的电流密度高、电解槽体积小、运行灵活、利于快速变载,与风电、光伏(发电的波动性和随机性较大)具有良好的匹配性。随着PEM电解槽的推广应用,其成本有望快速下降,必然是未来的发展趋势。SOEC、AEM电解水技术的发展则取决于相关材料技术的突破情况。目前,以上四种电解水制氢技术路线的技术特征、产业化程度如下表所示:

1、碱性电解水制氢(ALK)

碱性水电解制氢(ALK)是现有工艺中应用最广泛的一种。在高浓度氢氧化钾溶液中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应。水分子在阴极分解成氢离子(H+)和氢氧离子(OH-),氢离子与来自阴极的电子结合形成氢气,氢氧离子则到达阳极,生成氧气和水。

结构:电解液——高浓度KOH/NaOH溶液;隔膜——石棉为主,还有高分子复合材料;电极——Ni、Co、不锈钢。

特点:电解效率低,一般为60%-75%;能耗较高;产氢纯度99%,需要提纯,去除碱雾和水分;无法快速启停,不能适应可再生能源;电极易被碱液腐蚀。

局限:隔膜为多孔材料,气体容易渗透,比较厚,电能损失较多;由于快速变载会造成两侧压力失衡,进而氢过多渗透造成爆炸风险,因此响应性很慢难以与风光供电紧密配合;电流密度低,电解槽体积大,热容大,冷启动等温度响应受到限制。

案例: 兰州新区“液态太阳能燃料合成-二氧化碳加氢合成甲醇技术开发”项目,总装机10MW光伏,配套两台制氢能力为1000Nm3的电解槽。

2、质子交换膜电解水制氢(PEM)

PEM电解水制氢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。

结构:PEM电解槽主要部件由内到外依次是质子交换膜(全氟磺酸膜)、阴阳极催化层(Pt/C、IrO2、RuO2)、阴阳极气体扩散层(钛毡、钛网、碳毡、碳纸等)、阴阳极双极板(不锈钢镀镍)等。其中扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极,是整个电解槽物料传输以及电化学反应的主场所,膜电极特性与结构直接影响 PEM电解槽的性能和寿命。

特点:质子交换膜绝缘、无孔隔绝气体,具有更好的安全性,产氢纯度可达99.99%;电流密度可达2A/cm2,体积小,制氢能耗可低至4kWh/Nm3H2,压力调节裕度大,响应性好。

局限:尽管PEM系统在技术上具有一定优势,但投资成本极其高昂。PEM电解槽在酸性条件下反应,电解系统的材料必须具备优异的耐腐蚀性能,且需要铂、铱等贵金属制成的催化剂;而电解小室必须由钛甚至铂钛制成。

3、固体氧化物电解水制氢(SOEC)

不同于碱性电解水和PEM电解水,高温固体氧化物电解水制氢采用固体氧化物为电解质材料,工作温度800-1000℃,制氢过程电化学性能显著提升,效率更高。

结构:SOEC电解槽电极采用非贵金属催化剂,阴极材料选用多孔金属陶瓷Ni/YSZ,阳极材料选用钙钛矿氧化物,电解质采用YSZ氧离子导体,全陶瓷材料结构避免了材料腐蚀问题。

特点:利用工业生产中高品质的余热(比如能量输入为75%电能+25%水蒸气中的热能),SOEC的系统效率有望达到达85%-90%。SOEC电解槽进料为水蒸气,若添加二氧化碳后,则可生成合成气,再进一步生产合成燃料(如柴油、航空燃油)。因此,SOEC技术有望被广泛应用于二氧化碳回收、燃料生产和化学合成品。

局限:高温高湿的工作环境使电解槽选择稳定性高、持久性好、耐衰减的材料受到限制,也制约SOEC制氢技术应用场景的选择与大规模推广。耐久性是SOEC目前的首要问题,热化学循环,特别是系统停、启时,都会加速老化,降低使用寿命。

4、阴离子交换膜电解水制氢(AEM)

AEM电解槽利用带有荷正电的基团(包括季铵盐、咪唑盐、季磷盐等),其形成的正电场吸引OH-,从而实现电解液中OH-离子的传递,而阻拦阳离子的通过。AEM水电解技术结合了ALK电解水与PEM水电解的优点, 在碱性介质中可以使用Ni、Co、Fe等非贵金属催化剂, 阴离子交换膜与质子交换膜优点类似,同时可以避免使用碱性液体, 导致产物气污染。

结构:AEM电解槽结构与PEM电解槽类似,主要结构由阴离子交换膜和两个过渡金属催化电极组成,一般采用纯水或低浓度碱性溶液用作电解质。阴离子膜交换膜是AEM电解水系统中的重要组成部分,其作用是将OH-从阴极传导到阳极,同时阻隔气体和电子在电极间直接传递。与其他电解水制氢原理类似,涉及两个半反应:析氧反应(OER)和析氢反应(HER)。由于OER过程和HER过程反应动力学惰性,为增强反应活性,降低能耗,需要在电极上负载催化剂。最后,上述组件通过与极板、气体扩散层、垫片等组件通过密封组装形成完整的AEM电解槽。

特点:为克服ALK电解制氢动态特性差、碱液腐蚀、串气安全等问题,阴离子交换膜电解技术采用具有良好气密性、低电阻性、成本较低的阴离子交换膜替代ALK中的隔膜,碱液中的OH-通过阴离子交换膜形成电解槽的电流回路;使用过渡金属催化剂代替PEM电解水中的贵金属催化剂;阴离子交换膜电解水不需要使用昂贵的全氟磺酸膜,主要类别有:聚芳醚类阴离子交换膜、无芳基醚键阴离子交换膜及其他阴离子交换膜;另外,阴离子交换膜电解水可以使用弱碱或纯水为电解液,缓解了强碱性溶液对设备的腐蚀。

局限:目前制约AEM电解水技术发展的主要障碍为阴离子交换膜的性能问题,阴离子交换膜热稳定性与化学稳定性较差,阴离子传导能力有限,制约了AEM电解槽的寿命与电解性能。

二、SOEC电解水制氢行业发展现状

(一)SOEC电解水制氢的原理

SOEC是高温固体氧化物电解池的简称,是在高温下将电能和热能转为化学能的电解设备。相比常温电解水,SOEC高温水电解可以提供更高的能源转化效率。

如图所示,随着温度的不断上升,水电解需要的总能量增加幅度较小,但对电能和热能的需要则产生了比较大的变化。在高温下,SOEC电解水对电能的需求逐渐减少,对热能的需求量逐渐增大。这意味着,SOEC电解设备在高温下工作时,可以有效减少对高品质能源-电能的需求,并提升对低品质能源-废热的利用率。在未来,当可再生能源或者先进核能供应充足时,SOEC可以成为大规模制氢的技术路线之一。

从技术原理上进行分类,SOEC可分为氧离子传导型SOEC和质子传导型SOEC。

质子传导型SOEC在电解质中传导质子。设备运行时,高温水蒸气从阳极侧进行供给。水分子在阳极参与氧化反应,失去电子后生成氧气和质子。质子通过质子传导电解质到达阴极后发生还原反应,在阴极处生成氢气。

质子传导型SOEC工作原理

氧离子传导型SOEC在电解质中传导氧离子。和质子传导型SOEC有所区别的是,氧离子传导型SOEC从阴极(氢电极)处供给水蒸气。水分子在得到电子后生成氢气,并电离出氧离子。氧离子经过电解质传导至阳极后,经氧化形成氧气。

氧离子传导型SOEC工作原理

由于质子传导型SOEC在技术层面的要求更高,尤其是材料选择上存在很多障碍,目前的发展进度远远落后于氧离子传导型SOEC。在市场上,对SOEC的商业化尝试主要集中于氧离子传导型SOEC。

(二)SOEC电解水制氢的系统方案

1、SOEC电解水制氢系统

SOEC电解水制氢系统的典型流程如下图所示,该系统旨在通过使用电和水来生产H2。该系统的主要组件包括串联的SOEC堆栈和平衡装置(BOP),BOP包括水泵、热交换器、蒸汽发生器等。水在一系列热交换器中被加热,以从SOEC 出口气流中回收热量。预热水被引入蒸汽发生器产生蒸汽,然后进入电加热器使蒸汽过热。为了最大限度地减少电力需求并提高 SOEC系统效率,蒸汽在多个热交换器中通过排出的H2和O2流进行加热。

2、SOEC单电池的材料选择

在SOEC装置中,电化学电池是发生电化学反应的主要电解槽组件。它由三个陶瓷层组成:致密的电解质和位于电解质两侧的两个多孔电极(阴极和阳极,分别产生H2和O2)。考虑到高工作温度范围,电化学电池由陶瓷(固体氧化物膜电解质)制成。

电解质:目前主要使用氧化钇稳定氧化锆(YSZ)作为气体分离器和电解质,它用于在施加电压时氧离子开始从阴极迁移到阳极的地方,在高温下表现出优异的离子电导率。

电极:电机材料必须既能传导电子又能传导氧化物离子,并且活性表面积最大化对于高效运行至关重要。对于H2电极,通常使用孔隙率约为30%的镍和YSZ 金属陶瓷(陶瓷和金属的组合),而氧电极则使用亚锰酸镧锶(LSM)-YSZ混合物。

常用的SOEC材料是地球上储量丰富的材料,如氧化钇、氧化锆等。在燃料电池模式下提供1TW功率的固体氧化物电池仅需要1个月的全球ZrO2产量和21 个月的Y2O3。相比之下,PEM燃料电池系统提供相同的功率需要53个月的全球铂产量。

3、SOEC单电池结构

单电池是SOEC的最小单元,可以是管状结构,也可以是平面结构。在管状 SOEC中,蒸汽通过管内输送并还原为H2气体和氧离子,氧气从管状SOEC的外层提取。与平面SOEC相比,管状SOEC具有更高的机械强度并且便于密封。虽然阳极室和阴极室之间的密封长度更大,但平面电池具有更好的可制造性和更高的电化学性能。由于平面SOEC上气体种类的均匀分布,以及平面电池更容易大规模生产,平面SOEC系统的性能优于管状系统,也是目前的主流技术路线。

(三)SOEC电解水制氢的优势与挑战

1、SOEC电解水制氢的优势

SOEC的优势在于:

(1)效率更高,运行成本更低,较碱槽和PEM节电近30%;

(2)SOEC电解槽进料为水蒸气,若添加二氧化碳后,则可生成合成气(氢气和一氧化碳的混合物),再进一步生产合成燃料(柴油、航空燃油等)。

(3)二次能源回收利用优势,SOEC运行时需要更多的热量用以加热水,而钢铁冶金、合成氨、核电站运行等场景会产生大量废热,与需要高温热量的SOEC具有较高的契合度,从能源利用效率角度考虑,SOEC更适合热能资源丰富或废热较多的场景。

2、SOEC电解水制氢的挑战

SOEC技术的主要挑战仍然是电极(特别是H2电极)的寿命,这受到退化和电池的长期性能的限制。

(1)杂质:电池退化的主要原因之一是杂质的影响。在H2电极中,含二氧化硅的杂质会阻塞非导电相的电催化活性位点,从而导致降解并增加极化电阻。如果保持堆栈入口气体的质量,电池退化会减少。

(2)镍迁移:对于在高过电位(300mV)下长期运行的H2电极,最接近电解质的渗透镍(Ni)网络易被破坏。Ni从电解质电极界面迁移到支撑层,导致不可逆的电化学性能损失。

(3)高温:高温也是与不同层之间的热膨胀不匹配以及电池中材料层之间的扩散相关的主要挑战。降低电池组工作温度可最大限度地减少互连腐蚀和不同电池组组件之间的反应。

(4)加压:低压SOEC的优点是使用容易获得的低压蒸汽,其温度比高压蒸汽低。加压操作可以增加电池功率密度并减小辅助组件的尺寸从而降低系统成本,但同时也增加了材料及系统设计的难度。

(四)SOEC电解水制氢的应用场景

SOEC的运行效率很高,尤其是在使用高温废热的情况下。水的电化学转化允许以产生H2的形式储存热量和电力。SOEC生产的绿色H2可以进一步加工成合成天然气、甲醇、绿色氨等,并与广泛的放热化学合成热集成,从而进一步提高效率。热集成也可以与核反应堆、燃煤发电厂、生物质、生活垃圾焚烧炉等能源结合使用。

1、SOEC与柴油发动机的热集成

对于柴油发动机来说,废气是一种高级废热,其温度可超过500℃。因此,如果将柴油机作为热回收蒸汽发生器(HRSG)与SOEC系统集成,将显着降低SOEC的功耗。

2、SOEC 耦合氨(NH3)合成

NH3合成是在较高温度和压力下的放热化学反应。如果将SOEC系统产生的H2与适量的氮混合,可用作NH3生产的进料。通过在高压(150bar–200bar)和高温 (300℃–500℃)下运行的Haber-Bosch工艺,SOEC系统可以与NH3合成工厂集成。

3、SOEC耦合甲烷(CH4)合成

甲烷化反应将H2与CO或CO2催化成甲烷[合成天然气 (SNG)]和水。甲烷化的放热反应热、甲烷化后产物流的冷却和过电压产生的热量(放热操作)大于SOEC气化和预热反应物水所需的热量。因此,通过耦合SOEC和甲烷化来可实现高效率。

(五)SOEC电解水制氢的产业化现状

1、国际市场产业化现状

国际市场SOEC已经进入产业化初期阶段,代表企业有德国的Sunfire、美国的Bloom Energy、Fuelcell Energy和康明斯、丹麦的Topsoe等。

从2010年-2021年欧洲在电解水领域的研发投入来看,对固体氧化物SOFC技术路线的投入与质子交换膜技术路线PEMC的研发投入基本保持了同步。这为SOEC电解水奠定了基础。

德国Sunfire是欧洲SOEC技术代表。这家总部位于萨克森州的公司成立于2010年,并在次年收购了一家SOFC公司作为其后来发展的技术核心。基于一种Power-to-Liquid(PtL)工艺,Sunfire于2020年10月在荷兰建成了2.4MW SOEC的项目示范,每小时产氢60公斤用于合成燃料的生产,其系统电能效率(LHV H2 to AC)目标是85%。

Sunfire 3MW SOEC电解水制氢系统结构图

FuelCell Energy是美国技术的代表。该公司在2016-2020年间负责了一个美国能源部拨款300万美元的SOEC研发项目,并提前完成了下面的前三项实验室指标:(1)电堆效率(LHV H2 to AC)>95%;(2)系统效率(LHV H2 to AC)>90%;(3)系统效率(LHV, 以电能+热能计)>75%;(4)单电池衰减速率≤1%/1000小时;(5)电堆衰减速率≤2%/1000小时;(6)开发子系统,使SOEC能与有间歇性的可再生能源相兼容。FuelCell Energy在2021年的150-cell电堆、系统技术参数如下图:

2021年9月,康明斯从美国能源部获得500万美元拨款,用于SOEC电堆自动化组装、生产的研发。该项目将利用康明斯现有成熟的热喷涂工艺,自动化生产以金属为基础的固体氧化物电堆,从而减少昂贵的烧结工艺,并将所需密封件数量减少50%。该项目为期三年,总预算716万美元,目标是开发60kW固体氧化物电堆自动化组装的标准样板,用于建立年产能为94MW的SOEC电解槽工厂。

2、国内市场产业化现状

国内市场SOEC目前尚处于研发示范阶段,国内涉足SOEC的主要企业潮州三环和潍柴动力都是基于固体氧化物电解槽(SOFC)的逆反应,其中潮州三环自2004年就开始SOFC的分布式发电业务,现在SOEC尚处于研发阶段;潍柴动力基于Ceres Power的SOFC技术和合资公司与博世合作研究生产SOFC核心部件,目前作为SOFC逆反应的SOEC的电解基础也处于研发阶段。

同时,国内清华大学、中国矿业大学(北京/徐州)、华中科技大学、中国科技大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学、北京理工大学、南京工业大学、中国石油大学、西安交通大学、上海硅酸盐研究所、上海应用物理研究所、宁波材料技术研究所等都建立了相应的SOEC应用基础研究团队并都有了相应的产业化团队支撑。

其他包括中广核、东方锅炉、国家能源集团、北京低碳院、浙江氢邦、宁波索福人、北京思伟特、北京质子动力、上海翌晶、新奥集团、华清能源、武汉华科福赛、浙江臻泰能源、佛山索弗克、中博源仪征新能源、中弗新能源等企业正积极布局SOEC制氢。

质子动力在2021年就已经与中广核集团签约了2kW SOEC制氢系统,首次将SOEC应用于核电制氢示范项目;2022年,其为国家电网“双创项目”提供了5kW SOEC制氢系统,用于用户侧电解制氢;到2023年底,该公司将至少有5套SOEC制氢系统示范项目投运。

2023年5月,思伟特与甘肃省山丹县人民政府签署战略合作协议,双方将在SOEC制氢系统及关键零部件生产和产业落地方面开展深度合作,同时山丹县将支持思伟特开展氢能项目示范应用。

2023年5月,上海翌晶与辽宁省营口市老边区人民政府就辽宁营口500MW风光氢储一体化示范项目举行签约仪式。

三、SOEC电解水制氢的相关企业

(一)Sunfire(德国)

继2021年10月首次筹集了1.09亿欧元(合1.25亿美元)的资金后,Sunfire在第二轮D轮融资中又获得了两家合作伙伴,总融资规模达到1.95亿欧元(合2.15亿美元),并计划于2023年建成200MW的SOEC电解槽产能。

(二)Genvia(法国)

2021年,CEA(法国原子能委员会)、Schlumberger New Energy与其它合作伙伴宣布,欧洲委员会批准成立清洁氢气生产技术公司Genvia,加大SOEC工厂投资,产能将超过GW。

(三)TOPSO(丹麦)

2022年5月23日宣布,将在丹麦建造世界最大、最先进的工业规模固体氧化物电解池(SOEC)生产工厂,建成后年产能可达500MW,并可扩展至5GW。利用SOEC生产合成气进行绿色制氨和甲烷化是其未来主要研究的方向。

(四)Bloomenergy(美国)

2021年7月14日,全球SOFC龙头企业Bloomenergy正式公布SOEC产品,宣称是最节能的电解槽, 比当今市场上任何其他产品要提高15%至45%以上的效率。2022年12月,纽瓦克工厂启动了其大规模商用电解槽的生产线,将电解槽的生产能力提高到2GW。

(五)康明斯(美国)

2019年收购了通用电气(GE)的固体氧化物燃料电池业务,2021年9月从美国能源部获得500万美元拨款,用于SOEC电堆自动化组装、生产的研发。目标是开发60kW固体氧化物电堆自动化组装的标准样板,用于建立年产能94MW的SOEC工厂。

(六)FuelCell Energy(美国)

在2016-2020间,FuelCell Energy负责了一个美国能源部拨款为300万美元的SOEC研发项目,并完成了下面的指标:电堆效率(LHV H2 to AC)>95%;系统效率(LHV H2 to AC)>90%。

(七)Ceres Power(英国)

2022年6月,Ceres Power宣布已和壳牌公司签署协议,将于2023年交付兆瓦级SOEC示范系统,Ceres承诺斥资1亿美元研发SOEC技术。预计到2025年,该技术可将制氢成本缩减至1.5美元每公斤。

(八)SK(韩国)

2021年,SK Ecoplant与美国BE合资公司生产基于SOEC技术的绿氢,2022年建立了一个130kW的SOEC设施。在未来三年内,两家公司将扩大现有业务,2022年至2025年期间至少增加500MW的电力合同,这意味着大约45亿美元合同额。另外,SK 将向Bloom Energy投资约5亿美元收购股权。

(九)潮州三环

潮州三环与广东省能源集团合作开展的“210kW高温燃料电池发电系统研发与应用示范项目”通过验收。该项目在近两年半的时间里目完成了SOFC电堆模组热盒关键部件、电控系统和SOFC系统集成的开发研究,并实现了210kW SOFC固定式发电系统的集群研究和应用示范。项目前后安装的6台35kW SOFC系统,总功率>210kW,平均交流发电净效率61.8%,系统热电联供效率高达91.2%。目前SOEC尚处于研发阶段。

(十)潍柴动力

2023年潍柴动力发布全球首款大功率金属支撑固体氧化物燃料电池SOFC商业化产品。该款SOFC产品系统功率达到120kW,支持模块化安装可将功率扩展至兆瓦级,实现了重大技术突破: 产品热电联产效率达到92.55%,在大功率SOFC系统中全球领先;全球率先使用最先进的新一代金属支撑SOFC技术,相比于传统的电解质支撑和阳极支撑技术,具有运行温度低、抗热冲击能力强的突出优势,特别是实现了从高温800度到600度的技术难关突破,系统可启停次数是国际竞品的4倍以上,启动速度是国际竟品的3倍以上;产品通过国际权威检测机构TUv南德的欧盟CE认证。目前作为SOFC逆反应的SOEC也处于研发阶段。

(十一)宁波索福人

2023年索福人能源与深圳燃气联合开发研制的中国首台100kW单机SOFC系统组装完毕,该SOFC系统由四个25kW热模块和一个控制模块所组成,系统额定功率100kW,峰值功率120kW,由24个5kW的电堆组成。公司今年还将推出SOFC单热区400kW系统,该系统由8列电堆纵向排列所组成,每列2个电池单堆,单堆功率30kW。

(十二)氢邦科技

2023年氢邦科技与中国科学院宁波材料技术与工程研究所联合研制的5kW固体氧化物电池CO2电解合成燃料综合系统产品下线。该固体氧化物电解槽由40片平管型结构电解池组成,750℃下电解堆功率在单体电池1.5V下达到了5kW,CO2转化率50%,系统综合效率70%左右。经过半年试制调试,系统电解合成产物达到设计要求并稳定运行。

(十三)质子动力

2023年质子动力在青岛上合示范区工厂举办SOEC/SOFC青岛生产基地暨电池片和电堆一期MW级产线投运仪式。该产线由质子动力自主设计研发、采用国内国际先进设备,可生产制造高标准燃料电池。后续产线将进步完善和扩产,计划年产能将达到二期10MW级水平。

(十四)思伟特

2023年思伟特10kW级SOEC制氢系统样机正式下线,并完成了全部性能测试。该系统样机在第一代系统设计的基础上进行了全面升级,制氢效率、稳定性和安全性得到全面提升。测试结果显示,系统产氢量达到3.23Nm3/h,耗电量3.6kWh/Nm3,系统效率大于82%。

(十五)上海翌晶

2023年上海翌晶举行国内首条SOEC电堆自动化产线下线仪式暨GenStack E系列电堆新品发布会。此次下线的SOEC电堆自动化生产线年产能可达100MW,产能位居全国第一,可兼容多型号电堆生产,并为未来GW级电堆生产线提供了规模化、连续化制造样板。其同步发布的GenStack E系列电堆新品包括E2500电堆、E5000电堆、SE1kW电堆,具备高效、紧凑、可靠的特点。

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