工业电解水制氢设备

制氢效率方面，行业成熟产品的直流电耗普遍在4.5kWh/Nm3左右，隆基氢能发布的Hi1系列电解槽可以实现4.3、4.1kWh/Nm3的直流电耗，可以行业水平。单体装备制氢量方面，隆基氢能、718所、NEL、西门子、Mcphy等厂家均推出了15MW左右的单体制氢装备，有效降低了制氢装备成本。制氢压力方面，部分厂家如NEL、蒂森克虏伯、西门子采用常压配套压缩机方案满足终端用氢需求，部分厂家如隆基氢能、718所采用中压配套压缩机方案满足终端用氢需求，部分厂家如Sunfire、Mcphy、西门子及大部分PEM厂家采用3Mpa左右的制氢压力配套压缩机方案满足终端用氢需求。行业尚未形成清晰的制氢压力方向，不同厂家技术理念也各不相同，应结合不同压力方案的成本、性能、可靠性差异选择合适的一种。 水电解制氢被认为是未来制氢的发展方向，特别是利用可再生能源电解水制氢。工业电解水制氢设备

为使电解水工作结束后电解水不发生反方向电解并能够较长时间保持品质不发生改变，采取如下控制工艺：在电解水工作结束后，控制电路4控制可控电解电源3继续给电解电极组件2提供一定值的品质维持电流，电流方向与电解水工作电流方向相同，比电解水工作电流较小，以免于长时间较大电流影响电解水品质变差或者耗电较大。为本发明在电解水装置电解水工作结束后保持电解水品质的方法，其特征为：电解水容器1、浸泡在电解水容器水中的电解水电极组件2、控制电路4、可控电解水电源7(虚线框内)包含电解水电源3、电解水电源供电给电解电极组件的电源开关5、与电源开关并联连接的电阻抗部件6；在电解水工作过程中，控制电路4控制电解水电源开关5闭合，电解水电源通过电源开关5给电解电极组件2提供电解水电流；在电解水工作结束后，控制电路4控制电解水电源开关5断开，电解水电源3不再通过电源开关5给电解电极组件2提供电解水电流，而是通过与电源开关5并联连接的电阻抗部件6给电解电极组件2提供比电解水工作电流较小的品质维持电流。本发明在电解水装置电解水工作结束后保持电解水品质的方法不限于上述实施例1、2形式的装置，而是可以应用于任何发挥其技术功能特征的装置中。河南附近电解水其优点是简单易用，可以用于小型化应用，并且获取的氢气纯度高，可以达到99.999%以上。

发明人发现：在电解水装置电解水工作结束后，电解水装置中电解电极组件所在的电解容器内电解水重要品质指标例如ph值、含氢量数值会较快发生变化，这个问题影响了电解水应用。本发明人经过长期研究，找到了产生问题的原因，并提出本方法，较好解决了在电解水装置电解水工作结束后较好保持电解水品质的问题。技术实现要素：本发明提出在电解水装置电解水工作结束后保持电解水品质的方法，其特征是：电解水容器、浸泡在电解水容器水中的电解水电极组件、可控电解水电源、控制电路；在电解水工作时，电极组件的极间等效电容被电解电流充电至电压ur，在电解水工作结束后，ur会放电对容器中水及电极间隙中储水作反正常电解水电流方向电解，改变电解水品质；另外，电解水工作结束后，电解水品质会随时间而发生改变；为使电解水工作结束后电解水不发生反方向电解并能够较长时间保持品质不发生改变，采取如下控制工艺：在电解水工作结束后，控制电路控制可控电解电源继续给电解电极组件提供一定的品质维持电流，电流方向与电解水工作电流方向相同，比电解水工作电流较小，以免于长时间较大电流影响电解水品质变差或者耗电较大。所述可控电解水电源。

以往的制氢装备均应用在多晶硅、电厂等场景，例如某多晶硅厂，氢气主要应用于多晶硅还原炉的还原气体，制氢站是按照 2 万吨多晶硅的产能设计，所以用气量很多情况多晶硅产能较为稳定，且用电来自电网，制氢装备多数情况处于 60%负荷运行，氢气储罐压力主要维持在 0.9－1.2MPa 之间。针对光伏制氢系统，由于光伏发电的间歇波动特性，制氢装备需要考虑供电的不稳定性，对制氢装备带来了全新的挑战。如何评价光伏制氢系统需要进行全新的定义，例如：初始响应时间、总响应时间、比较大斜坡速率、比较低工作点、冷启动时间、热启动时间、关机时间等等。在电解水制氢设备的选择上，需要根据实际需求和使用场景进行选择。

目前，我国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距，国内生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模大约在260标方/小时，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500标方/小时。PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统(BOP)组成。PEM电解槽由质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板等零部件组装而成。电解槽的基本组成单位是电解池，一个PEM电解槽包含数十至上百个电解池。质子交换膜电解槽成本中45%是电解电堆、55%是系统辅机；其中电解电堆成本中53%是双极板；膜电极成本由金属Pt、金属Ir、全氯磺酸膜和制备成本四要素组成。由于PEM电解槽的质子交换膜需要150-200微米，在加工的过程中更容易发生肿胀和变形，膜的溶胀率更高，加工难度更大，主要依赖于国外产品。它具备将大量可再生能源电力转移到难以深度脱碳工业部门的潜力。锡林郭勒小型电解水制氢设备产量

接近 75%的绿氢项目坐落于三北地区，约 80%的项目采用碱性电解水制氢技术。工业电解水制氢设备

利用丰富的海水代替淡水作为电解液有望解决淡水消耗的问题。由于海水的中性、缓冲能力弱和高氯离子浓度特点，直接分解未经处理的海水仍然是困难的。迫切需要新的科学技术发展来指导电解海水以实现可持续产氢。实现工业规模的制氢是终目标，因此，设计能达到高电流密度的高效、稳定的电解海水催化剂尤为重要。此外，海上风电、潮汐和光伏技术具有丰富的资源和广阔的前景优势，有望成为未来绿色能源的支柱。海上风电具有风速高、静默期短、节约土地资源等优点，但也存在着建设成本高、能源利用率低、交通困难等问题。沿海地区太阳能资源丰富，可以充分利用水的反射光，提高发电量。与地面光伏相比，可增加5%-10%，但也存在投资成本高、环境影响大等问题。因此，海水制氢、海上风电、海洋潮汐发电和海上光伏发电都需要以技术创新的突破为基础，并与未来能源发展的趋势相结合。工业电解水制氢设备