当碱性电解槽大行其道之时,PEM和AEM技术已悄然萌发。尤其是AEM技术,越发表现出后来者居上的态势。
继碱性电解槽、PEM电解槽技术之后,电解水制氢装备技术的指针似乎又转向AEM电解槽的风口。
AEM技术热度大增
氢能汇(微信公众号:h2-2005)曾经撰文分析过不同技术类型电解槽产品的优劣(详见:电解槽技术谁是主流?设备厂商押宝哪种?)。
另一方面,AEM制氢技术将ALK的低成本和PEM的高性能相结合,让AEM电解槽能够在更广泛的pH范围内运行。此外,AEM技术的电流密度可达1.5 A/cm²甚至更高,远高于PEM技术的0.6 A/cm²,这意味着在相同功率下,AEM技术可以产生更多的氢气
新品层出不穷
图片来源:稳石氢能
今年3月26日,亿纬氢能发布100 kW AEM电解槽。该电解槽工作电流密度达到10000 A/m2,运行压力可达1.6 MPa,使用自主研发的膜电极体系实现高效制氢。单槽采用轻量化设计,体积只有380×480×1200 mm。
8月8日,亿纬氢能又重磅发布了“悟空”AEM制氢系统, “悟空”制氢系统产品采用自主研制生产的膜电极,电流密度达到10000A/m²,额定工况下,直流能耗为4.5kW·h/m³,出氢压力可达1.6MPa,载荷能力覆盖10%~120%。
图片来源:德林海零碳
2024年4月18日,德林海零碳发布了“全球首创1Nm³/h 22MPa AEM电解槽”。其在结构设计上实现了创新密封结构与高强度极框设计,解决了高压电解过程中可能出现的气密性、安全性问题,以及膜电极的机械强度和寿命问题,实现了在6-22MPa压力下的长时间稳定运行。
今年4月19日,浙江亿孚科技有限公司自主研发设计的AEM电解水制氢设备(EF100-A)正式面市。该设备可在弱碱性环境中运行,氢中氧长时间运行浓度低于0.03%(PPMV3),可实现7x24小时长时间运行;冷启动时间10min以内,热启动时间5s内,启停快;可覆盖功率0%~110%波动的运行,完美耦合风光水电等间歇式可再生能源。
今年7月,奥扬科技发布了搭载核心自研技术的AEM制氢装备。该产品采用非贵金属催化剂,设备本身成本较低;运行直流能耗4.3kWh/Nm³H₂@1A/cm²,负荷范围宽、响应速度快,可以良好胜任可再生能源调峰任务。
今年8月7日,骤宇新能源在嘉定举办2024年新品发布会,公司自主研发的AEM制氢设备—LUMINOUS 10(星璨)正式对外发布并开启预订。新一代AEM制氢设备兼具高电解效率以及低单槽成本优势,可实现快速启停捕捉更多弃风弃光制备绿氢。
今年8月14日,几何未来发布自主研发的AEM/ISM高效制氢系统HyBoxTM、HyCellTM系列新产品。其额定工况下直流电耗4.3kW·h/Nm³H₂,氢气输出压力高更是高达5MPa。
卧龙国产首台兆瓦级AEM电解水装备发布仪式 图片来源:卧龙英耐德
AEM制氢企业数量增长
AEM电解槽技术已经吸引了不少氢能设备企业下场布局。氢能汇(微信公众号:h2-2005)不完全统计,已经有清能股份、亿纬氢能、卧龙英耐德、稳石氢能、奥扬科技、亿孚科技、北京未来氢能、东岳集团、莒纳科技、汉丞科技、NovaMea、德林海等十数家企业已经布局了AEM电解槽技术。
这些企业中,不仅包括了稳石氢能和绿氢科技这样的行业新星,还有不少老牌氢能设备制造商也加入了AEM技术的研发和生产。
他们通过技术合作、自主研发等多种方式,致力于推动AEM电解槽技术的创新和应用。随着越来越多企业的加入,AEM技术的产业链正在逐步完善,这不仅有助于降低成本,也促进了技术的快速迭代和优化。此外,随着技术的成熟和市场的扩大,AEM电解槽的生产规模有望进一步提升,从而为氢能产业的可持续发展提供有力支撑。
总 结
随着可再生能源的告诉发展,如何有效利用其间歇性产生的电力,保障电网安全成为一个挑战。AEM电解槽由于其快速响应的特性,可以迅速启动和停止,从而更好地适应风能和太阳能等可再生能源的波动性电源的应用。
目前,国内推出的AEM电解槽以小功率为主,集中在0.25-10kW。受限于当前AEM制氢功率过小,AEM电解水制氢技术在大型绿氢项目中的应用有待突破。因此,实现大功率、低成本是AEM技术未来发展的重要趋势。
参考资料:各央企电子信息平台、稳石氢能、清能股份等各氢能企业