为响应国家“2030年前碳达峰,2060年前碳中和”的重大战略目标,促进可再生能源的消纳和利用,江苏兴燃科技积极投入PEM电解水制氢电解槽装备技术的研发与生产,目前兴燃已具备MW级PEM电解槽的生产能力,单槽制氢量达200Nm³/h。公司通过技术降本以及规模降本,设备制造成本可低于行业30%,为平价绿氢的实现奠定了坚实的装备技术基础。
兴燃科技200Nm³/h 单槽PEM电解槽,可在 5%-200%宽功率输入范围内稳定运行,直接制取3MPa高压氢气,实现分钟级启停和秒级动态响应,高度适配风光电的波动性,适用于大规模PEM电解水制氢应用场景。
兴燃科技研发人员表示:“MW级的大标方PEM电解槽研发制造难度比小标方PEM电解槽制造难度要大很多,为了提高PEM电解槽的产品性能,我们在催化剂、质子交换膜、电解槽结构设计、组装技术、工艺体系等方面进行了大量优化创新。”
公司自制纳米氧化铱催化剂,活性高,分散度高,表面积大,寿命长,对不同的反应物有较高的适应性,适合在大电流下工作。在减少3/4的铱用量情况下氢气产量不变,消耗稀有贵金属用量大幅度降低,使MEA成本大幅度降低。
自主研发由扩散层、催化层、质子交换膜组成的三合一有序膜电极,高比表面积,活性面积较普通膜电极提升50%+;高电子传导率,阵列催化剂提高电子传导率,电流密度1.5~3A/cm^2;耐高电位腐蚀,电解槽可在更高的电位下进行工作,单片电压1.75~2V。有序膜电极在一定程度上提高了催化活性和稳定性,延长其使用寿命,并降低制氢成本。
优化极板流道设计,平行流道数目多且以并联形式存在,接触面积增大,流动阻力小,在一定程度上降低压力损失,极大地提高了反应区原料水的渗透性,进而提高电解槽整体效率。优化了电解槽内水流的均一性,有效地提升了膜电极的利用率,整体效率从75%提升到86%,使用寿命从2万小时提升到6万小时。
通过改进机械加工技术,实现更加精确的电极加工与组装。兴燃科技200标方PEM电解槽采用零间距结构,提高组装效率,并保持强密封性,欧姆电阻较低,极大得降低了电解槽的能耗,直流电耗实测在4.2~4.8kW·h/m³,进一步降低制氢膜电极的成本。
目前,兴燃科技常州分公司占地面积达26000㎡的现代化高标准量产工厂正在建设中,这座26000㎡的现代化高标准工厂将成为兴燃科技200Nm³/H大标方单槽PEM电解槽的主要生产基地,预计年产量可达1000台,年产氢量高达200000Nm³/H,年生产总值达50亿元。