氫能源作為一種高效、清潔、可持續(xù)發(fā)展的“無碳"能源已得到世界各國的普遍關(guān)注。因此,技術(shù)穩(wěn)定、制氫效率高的水電解制氫技術(shù)成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。
水電解制氫是目前獲得純氫較為簡單的方法。即水分子在直流電作用下被解離生成氧氣和氫氣,分別從電解槽陽極和陰極析出。根據(jù)電解槽隔膜材料的不同,通常將水電解制氫分為堿性水電解(AE)、質(zhì)子交換膜(PEM)水電解以及高溫固體氧化物水電解(SOEC)。其中,固體氧化物電解技術(shù)因其工作溫度過高,限制了電解材料的選擇、密封和運(yùn)行控制,為此始終無法得到應(yīng)用和推廣。堿性電解水是目前應(yīng)用非常普遍的電解水制氫方法,但存在污染,效率低等問題。PEM水電解槽能在高電流密度下工作,體積小,效率高,生成的氫氣純度可高達(dá)99.999%,被認(rèn)為是非常有發(fā)展前景的水電解技術(shù)。
PEM純水電解制氫采用的是質(zhì)子膜電解槽,通過電解水生成氧氣和氫氣。質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性、高的質(zhì)子傳導(dǎo)性以及良好的氣體分離性等優(yōu)點(diǎn),可以使PEM電解槽在較高的電流下工作而不降低電解效率。去離子水通過去離子水流入通道、經(jīng)過擴(kuò)散層擴(kuò)散到質(zhì)子交換膜陽極側(cè),在催化劑作用下電解產(chǎn)生氧氣和氫離子,氧氣隨著未參加電解的去離子水通過含氧去離子水通道流出電解槽,而氫離子則穿過質(zhì)子交換膜到陰極側(cè),然后生成氫氣,并通過陰極擴(kuò)散層流入氫氣排出通道,隨后流出電解槽。
采用純水電解有效避免了電解液對槽體的腐蝕,是一種安全性很高的水電解技術(shù)。曲線微導(dǎo)力系統(tǒng)與PEM純水電解制氫系統(tǒng)“聯(lián)動"操作,聯(lián)合控制的工藝操作,能夠?qū)崿F(xiàn)全自動制水、制氫,數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳。
其技術(shù)優(yōu)勢如下:
1、曲線微導(dǎo)力系統(tǒng)經(jīng)反滲透系統(tǒng)改良而成,能夠高效、穩(wěn)定、安全的生產(chǎn)純水,為PEM提供電解制氫所用純水。
2、有效避免水中的其他電解質(zhì)對電解純水的影響,能夠有效保證電解水的純度,保障電解槽的純水供應(yīng)。
3、制造成本低,生產(chǎn)1m3氫氣的實(shí)際耗純水量約為845-880g。
4、制取氫氣純度高達(dá)≥99.9995%,整個運(yùn)行過程無污染,節(jié)能環(huán)保。
氫能以其清潔無污染、高效、可儲存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),被視作理想的能源載體。將水電解制氫與可再生資源技術(shù)相結(jié)合,電解水可以作為大規(guī)模制氫技術(shù),對環(huán)境的污染小、溫室氣體排放少、經(jīng)濟(jì)性較好,具有良好的應(yīng)用前景。作為一種安全性很高的水電解技術(shù),采用純水電解避免了電解液對槽體的腐蝕。萊特萊德曲線微導(dǎo)力系統(tǒng)與PEM純水電解制氫系統(tǒng)“聯(lián)動"操作,保障電解槽純水供應(yīng)的同時有效保證電解水的純度,有效提高電解效率,降低電流損耗,減小水電解槽質(zhì)量及體積,降低裝配難度、延長水電解槽使用壽命。
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