张家口电解水制氢方法

海外 PEM 技术装备应用较国内更。这主要源于国内 ALK 厂家强大的成本管控能力，即海外厂商 PEM 电解槽较 ALK 电解槽价格差异远小于国内厂商 PEM 电解槽较 ALK 电解槽价格差异。海外电解槽呈现出标准化趋势较国内更强。国内 ALK 产品多为定制交付模式，产品规格变化较多，客户需求也不固定。国内央企参与为主的大型示范项目一定程度上推动制氢装备厂家进行功能创新，如多对一的大规模制氢撬块，低电耗制氢装备等。海外制氢装备多为固定规格、固定设计，从电解小室，到电解槽、气液分离框架、电气设备均为标准版本。这两种模式各有利弊，未来的发展方向存在一定不确定性。PEM电解水制氢的系统响应速度快，适应动态操作。张家口电解水制氢方法

是指在碱性电解质环境下进行电解水制氢的过程，电解质一般为30%质量浓度的KOH溶液或者26%质量浓度的NaOH溶液。较之于其他制氢技术，碱性电解水制氢可以采用非贵金属催化剂，且电解槽具有15年左右的长使用寿命，因此具有成本上的优势和竞争力。碱性电解水制氢技术已有数十年的应用经验，在20世纪中期就实现了工业化，商业成熟度高，运行经验丰富，国内一些关键设备主要性能指标均接近于国际先进水平，单槽电解制氢量大，易适用于电网电解制氢。但是，该技术使用的电解质是强碱，具有腐蚀性且石棉隔膜不环保，具有一定的危害性。河南小型电解水中国已有超过百个在建和规划中的电解水制氢项目，涵盖了石油炼化、化工合成、钢铁冶炼和交通等多个领域。

我国的电解水制氢技术起源于苏联设备，对其商业应用需追溯到 19 世纪 90 年代。国内大规模的电解水制氢技术以碱水电解制氢为主，该种设备技术流程简单，操作方便，各项技术指标接近国际水准。碱性水电解通常采用 KOH 作为电解液，电解质的质量浓度一般为 20%－30%以保证电解液具有较高的电导率，并且电解槽需要强制对流。较高的电解槽温度有利于降低电极反应的过电位和溶液的电阻，但会加剧材料的腐蚀。故电解槽的温度应综合考虑以上两个方面，当前，工业化碱性水电解槽一般在 85℃~95℃下运行。电解槽内的压力也会对整个水电解过程产生影响。通过加压可以减少电解槽内气体体积，使气体停滞时间缩短，从而提高电解槽内电解液的电导率，当前工业化碱性电解槽工作压力在 3.2MPa 以内。同时高压设备无需使用费用较高的氢气压缩机，能够减少启动成本，近一些高压设备已经开始得到发展。

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。PEM电解水制氢是制取绿氢的主要技术路线之一，与可再生能源适配度高，是极具潜力的制氢技术。

传统的碱性电解槽制氢，主要是以氢氧化钾为电解质。特点及优点就是这个技术非常成熟，很简单，生产成本现在比较低，因为已经用了很多年，虽然规模不是很大。但是它的缺点是能量效率低和规模较小，过去因为这个产业很小，没有很多人真正去投入力量进行研发。目前比较大 ALK 电解槽可以做到 3000 标方每小时。大型碱水电解槽还处于起步阶段，设计和集成水平还需要进一步提高。从电化学理论分析隔膜电阻占整个电解槽的欧姆电阻份额很大。通过对影响隔气性和电流密度的因素分析，复合隔膜应具有韧性好、机械强度大，可以做得更薄；亲水性强，降低面电阻以提高电流密度；采用电解液物理运输和离子跳跃机制相结合的方式达到电解液的高渗透，气体的低渗透，实现本质安全性。因此开发新型隔膜材料势在必行。碱性电解水制氢设备由于电解质的稳定性较好，价格较低，因此在实际应用中使用较为多。张家口电解水制氢方法

绿氢产业将在资源禀赋相对较好、应用场景比较丰富的区域率先发展。张家口电解水制氢方法

碱性电解水在生产占有率和制氢成本方面具有巨大的优势。电解水技术的主要指标包括：电流密度、负载范围、气体纯度、电解效率、使用寿命、设备价格和动态响应几个方面。碱性水技术的痛点是电流密度低能耗效率低和隔气性差，特别是波动情况下的隔气性，存在本质安全性问题。随着碱性电解水技术的发展，隔膜材料已经发展了三代，早期的石棉隔膜，目前规模应用的 PPS 隔膜，逐渐出现了隔气性、稳定性好，能耗低的复合隔膜材料。国内外比较好技术为西班牙 AGFA 公司的 Zirfon 复合膜和国内碳能科技公司的复合隔膜。张家口电解水制氢方法