主流電解水制氫技術(shù)堿性電解水制氫：技術(shù)成熟，已商業(yè)化，但存在電流密度低、氣體交叉混合等問(wèn)題。通過(guò)采用微間隙或零間隙結(jié)構(gòu)可提升效率，未來(lái)應(yīng)開(kāi)發(fā)低成本非貴金屬催化劑。質(zhì)子交換膜電解水制氫：具有高電流密度、高氣體純度等優(yōu)點(diǎn)，但成本高、材料腐蝕問(wèn)題突出。研究聚焦于開(kāi)發(fā)非貴金屬催化劑，降低成本并提高材料耐腐蝕性。陰離子交換膜電解水制氫：成本效益高，但處于起步階段，膜材料性能和設(shè)備應(yīng)用有待探索。未來(lái)需優(yōu)化非貴金屬催化劑，開(kāi)發(fā)新型納米結(jié)構(gòu)材料。固體氧化物電解水制氫：高溫下效率高，但穩(wěn)定性和耐久性不足。研究重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)新型材料和催化劑，解決高溫下的穩(wěn)定性問(wèn)題。常用的電解水制氫技術(shù)包括堿性電解水制氫、質(zhì)子交換膜電解水制氫及固體氧化物電解水制氫三大類。烏蘭察布PEM電解水制氫設(shè)備廠家

電解質(zhì)一般為30%質(zhì)量濃度的KOH溶液或者26%質(zhì)量濃度的NaOH溶液。堿性電解水制氫系統(tǒng)主要包括堿性電解槽主體和輔助系統(tǒng)(BOP)。堿性電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成，電解槽包括數(shù)十甚至上百個(gè)電解小室，由螺桿和端板把這些電解小室壓在一起形成圓柱狀或正方形，每個(gè)電解小室以相鄰的2個(gè)極板為分界，包括正負(fù)雙極板、陽(yáng)極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個(gè)部分。堿性電解槽主要成本構(gòu)成為：電解電堆組件45%和系統(tǒng)輔機(jī)55%；電解槽成本中55%是膜片及膜組件。許昌本地電解水在傳統(tǒng)制氫方法中，煤與天然氣重整等化石能源制氫是現(xiàn)今工業(yè)制氫的主流。

甲醇與水在一定的溫度和壓力下，通過(guò)催化劑的作用，發(fā)生催化裂解反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)，終產(chǎn)生氫氣與二氧化碳的混合氣體。這個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，涉及多個(gè)組分和反應(yīng)。主要反應(yīng)包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氫氣，以及一氧化碳與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣。經(jīng)過(guò)換熱、冷凝和分離后，可以得到氫含量約為74%、二氧化碳含量約為5%以及一氧化碳含量約為5%的轉(zhuǎn)化氣。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%以上，未反應(yīng)的原料則循環(huán)使用。隨后，轉(zhuǎn)化氣通過(guò)變壓吸附裝置進(jìn)行分離提純，從而獲得高純度的氫氣。PSA變壓吸附工藝是氫氣分離的重要方法。它利用氣體組份在吸附床中的吸附特性差異，實(shí)現(xiàn)氫氣的分離提純。在固定吸附床中，通過(guò)充填吸附劑，含氫混合氣體在特定壓力下進(jìn)入吸附床。由于不同組份的吸附特性不同，它們會(huì)在吸附床的不同位置形成吸附富集區(qū)。強(qiáng)吸附組份（如二氧化碳）會(huì)富集在吸附床的入口端，而弱吸附組份（如氫氣）則會(huì)富集在出口端。通過(guò)這種方式，可以實(shí)現(xiàn)氫氣的有效分離提純。PSA變壓吸附技術(shù)能夠制取出純度高達(dá)99%~999%的氫氣。

雖然堿性水電解工業(yè)化比較成熟，但其缺點(diǎn)也很明顯，首先，效率低，即使有隔膜的存在，陽(yáng)極生成的氧氣也會(huì)擴(kuò)散到陰極，擴(kuò)散到陰極的氧氣又被還原成水，使得電解效率變低，而且穿越到陰極的氧氣會(huì)帶來(lái)很嚴(yán)重的安全隱患。其次，電解器能承受的電流密度有限，因?yàn)橐后w電解質(zhì)和隔膜存在，使得電解器難以在高電流密度的條件下運(yùn)行。再次，由于采用液體電解質(zhì)，高壓條件下運(yùn)行也難以實(shí)現(xiàn)，不利于運(yùn)行管理。雖然堿性電解水技術(shù)有明顯的不足，但是其應(yīng)用成本低，仍是工業(yè)應(yīng)用中的重點(diǎn)。目前越來(lái)越多的精力去研究開(kāi)發(fā)堿性條件下的固體電解質(zhì)聚合物薄膜代替溶液電解質(zhì)和隔膜，實(shí)現(xiàn)堿性離子隔膜水電解（AEMWE，anion exchange membrane water electrocatalysis），能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)堿性水電解的不足。生物質(zhì)制氫技術(shù)主要包括熱化學(xué)法和生物法兩大類。

新興電解水制氫技術(shù)海水電解制氫：可直接利用海洋資源，但面臨高鹽度、腐蝕性等挑戰(zhàn)。未來(lái)應(yīng)開(kāi)發(fā)抗腐蝕催化劑、適用的交換膜，改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)和電解槽裝置。耦合制氫：通過(guò)小分子氧化與析氫反應(yīng)耦合，降**氫能耗，提高能量效率。未來(lái)需深入探究耦合機(jī)制，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)環(huán)保的技術(shù)并集成到可再生能源系統(tǒng)。研究總結(jié)與展望電解水制氫技術(shù)取得一定進(jìn)展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來(lái)應(yīng)提升催化劑性能、降低能耗、研制新型設(shè)備，以適應(yīng)可再生能源并網(wǎng)和清潔能源儲(chǔ)存需求，在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。在電解水制氫的反應(yīng)過(guò)程中，需要輸入一定的能量，電解質(zhì)就必不可少了。烏蘭察布PEM電解水制氫設(shè)備廠家

“隨著全球綠氫認(rèn)證的不斷推進(jìn)，可再生能源電力制氫的應(yīng)用規(guī)模和范圍將逐步增加。烏蘭察布PEM電解水制氫設(shè)備廠家

2023年全球電解水制氫項(xiàng)目建設(shè)的主要推動(dòng)者為各國(guó)各領(lǐng)域企業(yè)、地方。其中，各國(guó)能源、化工及交通領(lǐng)域的企業(yè)是直接推動(dòng)方，主要基于自身傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的綠色轉(zhuǎn)型展開(kāi)。如中國(guó)中石化新疆庫(kù)車綠氫項(xiàng)目，制取綠氫用于中石化旗下的塔河煉化替代傳統(tǒng)天然氣制氫；國(guó)際航運(yùn)馬士基推動(dòng)的丹麥Aabenraa港口綠氫制甲醇項(xiàng)目，為馬士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料。其次，各國(guó)的財(cái)政支持也是電解水制氫項(xiàng)目推進(jìn)的重要因素，典型的如瑞典鋼鐵企業(yè)Ovako建成的綠氫替代傳統(tǒng)燃料冶金項(xiàng)目，綠氫產(chǎn)能約3千噸/年，其中瑞典能源署提供了30%以上的建設(shè)資金。烏蘭察布PEM電解水制氫設(shè)備廠家