电解水制氢是理想的绿氢制取技术,其中碱性电解水制氢技术发展**为成熟。相较于其他制氢方式,电解水制氢具有绿色环保、生产灵活、产氢纯度高等特点,是一种理想的绿氢制取技术。不同电解水制氢技术特性]碱性电解水制氢技术(ALK)是早商业化的电解水技术之一。它使用氢氧化钾溶液作为电解质,并采用多孔膜作为隔膜,以及非贵金属镍基催化剂。这种技术的比较大优势在于其技术成熟度高和成本较低,已经广泛应用于工业生产。然而,碱性电解水技术也存在一些局限性,如工作电流密度较小、设备体积较大、维护成本较高等。特别是其功率调节速度慢、调节范围较窄,这限制了它与风电、光伏等波动性电源的匹配能力。.活性炭是一种多孔性吸附剂,具有吸附能力强、成本低等优点,适用于从低浓度氢气中提纯氢气。辽宁推广变压吸附提氢吸附剂
在制氢设备中,氢气的纯化可以通过物理或化学的方法来实现,常见的氢气纯化技术有变压吸附提纯、膜分离提纯、低温分离提纯、化学提纯、金属氢化法、氢化脱氢法等。需要注意的是,不同的制氢设备可能采用不同的纯化方法,具体选择取决于设备规模、原料气成分、纯化要求等因素。1,变压吸附(PSA)是通过吸附剂在 下吸附氢气中的杂质,然后在低压下解吸的提纯方法,适用于大规模制氢设备。2,膜分离作为一种常用的提纯技术,包括钯膜扩散法和有机中空纤维膜扩散法,是利用特殊的膜材料,通过选择性渗透的原理,将氢气与其他气体分离,适用于中小规模制氢设备。3,低温分离提纯则是基于氢与其他气体沸点差异大的原理,由于氢气在低温下会产生冷凝液化现象,而其他杂质气体则仍保持气态,从而实现氢气的纯化。这种方法需要消耗大量的能量,因此成本较高。4,化学提纯是指通过化学反应将氢气中的杂质转化为其他物质,从而实现氢气的纯化。海南耐高温变压吸附提氢吸附剂变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的表面性质来调节氢气的吸附性能。
质子交换膜电解水技术(PEM电解水技术)是一种较新的技术,它使用质子交换膜替代了碱性电解水中的隔膜和电解质,实现了气体隔离和离子传导的双重功能。PEM电解水技术采用的质子交换膜较薄,电阻较小,因此可以实现高效率和大电流操作,使得设备体积和占地面积都小于碱性电解水设备。此外,PEM电解水技术可以承受更大的压力,无需严格的压力,能够快速启动和停止,功率调节的幅度和响应速度也远高于碱性电解水技术,非常适合于可再生能源发电的波动性输入。尽管PEM电解水技术的价格比碱性电解水技术高,但其技术已基本成熟,并正在进行商业化推广,未来有广阔的技术提升和成本降低空间。
“绿"氢认证标准欧盟“可再生氢”定义2023年2月13日,欧盟通过了可再生能源指令要求的两项授权法案。授权法案规定了三种可被计入“可再生氢”的场景,分别是:可再生能源生产设施与制氢设备直接连接所生产的氢气;在可再生能源比例超过90%的地区采用电网供电,所生产的氢气:在低二氧化碳排放限制的地区签订可再生能源电力购买协议后采用电网供电来生产氢气。第二项授权法案定义了一种量化可再生氢的计算方法,即可再生氢的燃料阈值必须达到28.2克二氧化碳当量/兆焦(3.4千克二氧化碳当量/千克氢气)才能被视为可再生。该方法考虑到了燃料整个生命周期的温室气体排放,同时明确了在化石燃料生产设施同生产可再生氢的情况下,应当如何计算其温室气体排放。变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的孔隙结构来调节氢气的吸附性能。
氢气纯化方法主要分为物理法、化学法和膜分离法。物理法中的深冷分离法是利用原料气中不同组分的相对挥发度的差异来实现氢气的分离和提纯。与甲烷和其他轻烃相比,氢具有较高的相对挥发度。随着温度的降低,碳氢化合物、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体先于氢气凝结分离出来。深冷分离法的成本高,对不同原料成分处理的灵活性差,有时需要补充制冷,通常适用于含氢量比较低且需要回收分离多种产品的提纯处理。金属钯膜扩散法的原理是基于钯膜对氢气有良好的选择透过性。在300~500℃下,氢吸附在钯膜上,并电离为质子和电子。在浓度梯度的作用下,氢质子扩散至低氢分压侧,并在钯膜表面重新耦合为氢分子。由于钯复合膜对氢气有独特的透氢选择性,其几乎可以去除氢气外所有杂质,分离得到的氢气纯度高、回收率高。为防止钯膜的中毒失效,钯膜提纯技术对原料气中的CO、H2O、O2等杂质含量要求较高,需预先脱除。此外,钯复合膜的生产成本较高,透氢速度低,无法实现大规模工业化的应用。 沸石是一种具有高吸附容量的吸附剂,可以实现对大量氢气的快速吸附和分离,适用于大规模氢气生产。江苏新能源变压吸附提氢吸附剂
变压吸附提氢技术是一种高效、环保的氢气提纯方法,使用特殊的吸附剂可以实现对氢气的选择性吸附和分离。辽宁推广变压吸附提氢吸附剂
随着氢能作为一种清洁能源的发展趋势越来越明显,制氢的方式也变得多样化。其中,化石能源制氢成为备受关注的一种方式。它是通过在高温下将化石燃料加氢,从而产生氢气。虽然这种制氢方式有着较高的能量转换效率,但同时也存在着环境问题,例如,化石燃料的使用会导致大量的二氧化碳排放,这可能会对全球变暖产生更加严重的影响。尽管如此,化石能源制氢具有一定的竞争力。一方面,相比于其他制氢方式,例如电解水制氢和制氢,化石能源制氢能够比较容易地实现大规模生产。而且,由于化石燃料比较便宜,因此在制氢成本上也具有一定的优势。此外化石能源制氢技术已经得到广泛应用,现有的燃料加氢站大部分都基于这种制氢方式。辽宁推广变压吸附提氢吸附剂
阴离子交换膜电解水技术(AEM):能够生产低成本的氢气,需突破关键材料技术限制。电解槽结构类似于PEM电解槽,主要由阴离子交换膜、过渡金属催化电极极板、气体扩散层和垫片等组成,常使用纯水或低浓度碱溶液作为电解质。阴离子交换膜可以传导氢氧根离子,并阻隔气体和电子直接在电极间传递。AEM电解水技术工作原理为,水从阳极过阴离子交换膜到阴极,接受电子产生氢气和氢氧根离子,氢氧根离子穿过阴离子交换膜到阳极,释放电子生成氧气。氢氧根穿过阴离子交换膜回到阳极并放出电子产生氧气,氧气随后通过气体扩散层与电解液一起流出。AEM电解水技术使用廉价的非贵金属催化剂和碳氢膜,具有成本低、电流密度较大等,并...