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成功试产!国家电投碱性电解水制氢新突破,2022上半年碱性电解水制氢设备动态盘点

近日,国家电投青岛研究院建成国内领先水平的高电流密度碱性电解水制氢析氧阳极中试生产线,并成功试产出第一批性能稳定的合格电极,在高电流密度碱性电解水制氢关键析氧阳极技术上取得阶段性成果。

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图 第一批样品电极
国家电投青岛研究院(青岛绿色发展研究院有限公司)由国家电投科学技术研究院牵头在青设立,2021年6月16日在青岛轨道交通产业示范区注册成立。研究院主要在青开展氢燃料电池、铁铬液流电池技术、磁悬浮飞轮技术、先进的C-HJT太阳能电池、永磁变速技术、低碳技术、能源大数据、核能和核技术及智能机器人等各项能源新技术产业化研发及成果转化,深化科技金融创新,充分发挥人才支撑作用,构建以共性技术和前瞻性技术为重点的全过程创新生态链。
针对传统碱性电解水制氢存在的工作电流密度低、能耗水平高等问题,国家电投青岛研究院与高等院校合作,围绕碱性电解水制氢关键材料、器部件和系统开展联合攻关,提升碱性电解水制氢设备性能。通过创新电极制备策略,在关键析氢、析氧电极与材料方面率先取得突破。本次阳极中试环节的成功试产,是该技术从预先研发阶段、实验室小试研发阶段迈向精益量产阶段和产业化发展的核心环节。
氢能已被国家列入战略性新兴产业,大规模可再生能源电解水制氢发展前景广阔。青岛研究院具有独立知识产权的新型碱性电解水制氢技术,将为国内外化工行业、高能耗和高排放行业带来先进的绿氢技术,实现碳减排与企业节能高效生产,助力清洁能源消费变革。
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图 碱性电解槽,图源宝丰能源
碱性电解水技术是以KOH、NaOH水溶液为电解质,如采用石棉布等作为隔膜,在直流电的作用下,将水电解成氢气和氧气。在目前的电解水制氢技术中,碱性电解槽技术最为成熟,生产成本最低,市场前景十分广阔。今年以来,众多企业在碱性电解水制氢设备领域取得的最新进展。
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图 2022上半年碱性电解水制氢设备领域动态进展
不久前,汇丰前海发布了《China Green Hydrogen Ready for prime time》,该报告从外资研究机构的角度,单独对中国绿氢市场进行了重点分析,其中,核心观点包括未来5年中国的电解槽装机量将达到120GW,市场总规模达到3960亿元,并在2024-2025年间出现市场向上的拐点。
双碳目标下,绿氢迎来巨大发展机会,直接推动电解水制氢设备市场需求快速增加,目前国内各地的光伏、水电、风电等可再生能源制备绿氢的项目正在快速增加当中,这将极大拉动上游电解水制氢设备的出货规模,也给碱性水电解制氢领域带来巨大商业机会。
值得注意的是,当前我国电解水制氢技术仍然面临着成本考验。具体来讲,电解水制氢成本主要包括电力成本和设备成本两部分。欲降低电力成本,可通过发展光伏、风电等可再生能源发电的形式;欲降低设备成本,需要进行设备的研发与技术的创新,这对设备的电流密度、体积规模、响应能力等特点提出了要求。
此外,电解水制氢设备的部分关键材料与技术依旧依赖进口,这严重制约了中国电解水制氢设备的规模化发展。因此,加强关键材料核心部件的自主化研发水平、加快形成具有完全自主知识产权的批量制备方法具有重要意义。
当前绿氢产业发展正在提速,碱性电解水制氢设备仍具有较大的市场潜力,未来唯有低成本、高性能碱性电解水制氢设备才能满足绿氢示范项目的需求。业内专家提醒称,对制氢端而言,电解槽作为化工类设备,工况复杂,涉及到电化学、机械、化工等专业领域,因此不能仅仅依赖需求增长,而应继续深耕技术,才能实现电解槽设备的大规模技术进步。


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