技术

技术2017-09-04T13:44:14+00:00

水电解过程是怎样的?

氢是水分子H 2 O中的H。 氢是通过电解加热其原子结构从水中提取出来的。
电解是使用直流电(DC)来驱动化学反应的技术。 使直流电通过称为电解质的离子物质,其可以是熔融物质或溶解在合适溶剂中的物质。 电流在电极处产生化学反应,发生原料分解。 在水电解中,电解设备将电能转换为包含在氢中的化学能。

还请参见:PEM电解设备产品线

PEM纯水电解

在PEM纯水电解中,我们使用也称为质子交换膜的固体聚合物电解质。质子不断地在膜内流动,而电子沿着外部通道流动。氢气在阴极处产生。
  质子交换膜(PEM)电解是发生在装配有负责质子传导,产物气体分离和电极的电绝缘的固体聚合物电解质(SPE)的电解小室中的水的电解。
PEM电解设备的设计克服碱性电解设备的部分负载,低电流,氢密度和低压操作的局限性。 PEM电解是产生用作能量载体的氢的重要技术。它提供快速的动态响应时间,大运行范围,高效率和非常高的气体纯度(99.999%)。
在20世纪60年代的阿波罗双子座项目中首次引入PEM用于电解,用于克服碱性电解技术的缺点。

PEM电解的主要优点之一是其在高电流密度下高效率运行的能力。 这降低了的运行成本。 聚合物电解质允许PEM电解设备内使用非常薄的膜片(〜100-200μm),同时仍然允许高压力和氢输出的电化学压缩。
如今,电解小室被集成起来,形成产气量为15甚至20Nm 3 / h的电解槽。 电解小室的活性表面可达到600cm2,电解槽可以包含多达100个电解小室。

为了使能源消耗能力提高并达到1MW以上(从可再生能源存储的角度考虑),PEM制氢设备的制造商致力于增大每个电解小室的活性表面,增大电流密度(A / cm 2),同时仍然保持高于83%的效率, 并增加单电解槽中组装的电解小室的数量。

因此,电解产能越高,每千瓦(或Nm 3 / h)的成本就越低。 然而,我们今天仍然处于这项技术的早期阶段。

此外,PEM制氢设备的另一大优势是其配套设施(BOP)简单。 固体聚合物膜片制氢设备仅需供给水和电。
因此,电解槽下游的配套设施都被包含在产品气的干燥阶段中。
在30bar输出压力下,将氢气干燥至4℃将会得到在大气压下-33℃的露点。

让PEM制氢设备长寿命运行的秘诀在于水的制备和质量控制。来自自来水网络的水通过反渗透系统去离子,以确保水电导率低于0.1μS/ cm。只要膜催化剂不被离子破坏,电解槽的效率和寿命就可以确保超过60,000小时。诸如空间或军事应用等关键应用已经表明该技术是高度可靠的。
通过将该技术集成到传统工业的制氢设备应用中,例如发电厂中的冷却交流发电机,热处理中的保护性气体或浮法玻璃工艺,我们为工业用户现对现场制氢的了解给出了新的观点。

这种设备已经变得更容易操作,并且最重要的是,与传统的碱性制氢设备相比,它需要少得多的维护工作。 配套设施的设计寿命为20年,无需更换阀门或配件,也不需使用或处理腐蚀性化学物质。维护限于强制性规定,例如氢气检测器校准。由于电化学过程上游的纯水制备是非常关键的,因此必须要更换初级过滤器。最后,确保电解槽中的水循环的泵需要每年润滑,并且每5年更换一次轴承,以实现98%的可用性。

灵活性和高性价比是PEM制氢设备与工业市场中其他更成熟的技术竞争的首要优势。

该解决方案提供的灵活性和安全性水平超越过往的一切设备。 现场制造氢气不再被认为是一种需要高度精尖设备的过程,而是需要一种非常高产,可靠和节省成本的设备。

当与可再生能源结合时,PEM电解也是用于能量存储的有希望的替代物。
最后,我们已经发现了通过电解产生氢的可扩展手段,例如,PEM技术。

在PEM电解中,我们使用也称为质子交换膜的固体聚合物电解质。 质子不断地在膜内流动,而电子沿着外部通道运行。 在阴极处产生氢气。

  质子交换膜(PEM)电解是在装配有负责质子传导,产物气体分离和电极的电绝缘的固体聚合物电解质(SPE)的电解小室中的水的电解。
PEM电解设备的设计克服碱性电解设备的部分负载,低电流,氢密度和低压操作的局限性。 PEM电解是产生用作能量载体的氢的重要技术。它提供快速的动态响应时间,大运行范围,高效率和非常高的气体纯度(99.999%)。

在20世纪60年代的阿波罗双子座项目中首次引入PEM用于电解,用于克服碱性电解技术的缺点。

PEM电解的主要优点之一是其在高电流密度下高效率运行的能力。 这降低了的运行成本。 聚合物电解质允许PEM电解设备内使用非常薄的膜片(〜100-200μm),同时仍然允许高压力和氢输出的电化学压缩。
如今,电解小室被集成起来,形成产气量为15甚至20Nm 3 / h的电解槽。 电解小室的活性表面可达到600cm2,电解槽可以包含多达100个电解小室。

从商业角度来看,这是PEM现今所处的位置。

为了使能源消耗能力提高并达到1MW以上(从可再生能源存储的角度考虑),PEM制氢设备的制造商致力于增大每个电解小室的活性表面,增大电流密度(A / cm 2),同时仍然保持高于83%的效率, 并增加单电解槽中组装的电解小室的数量。
因此,电解产能越高,每千瓦(或Nm 3 / h)的成本就越低。 然而,我们今天仍然处于这项技术的早期阶段。此外,PEM制氢设备的另一大优势是其配套设施(BOP)简单。 固体聚合物膜片制氢设备仅需供给水和电。
因此,电解槽下游的配套设施都被包含在产品气的干燥阶段中。
在30bar输出压力下,将氢气干燥至4℃将会得到在大气压下-33℃的露点。

让PEM制氢设备长寿命运行的秘诀在于水的制备和质量控制。来自自来水网络的水通过反渗透系统去离子,以确保水电导率低于0.1μS/ cm。只要膜催化剂不被离子破坏,电解槽的效率和寿命就可以确保超过60,000小时。诸如空间或军事应用等关键应用已经表明该技术是高度可靠的。
通过将该技术集成到传统工业的制氢设备应用中,例如发电厂中的冷却交流发电机,热处理中的保护性气体或浮法玻璃工艺,我们为工业用户现对现场制氢的了解给出了新的观点。

这种设备已经变得更容易操作,并且最重要的是,与传统的碱性制氢设备相比,它需要少得多的维护工作。 配套设施的设计寿命为20年,无需更换阀门或配件,也不需使用或处理腐蚀性化学物质。维护限于强制性规定,例如氢气检测器校准。由于电化学过程上游的纯水制备是非常关键的,因此必须要更换初级过滤器。最后,确保电解槽中的水循环的泵需要每年润滑,并且每5年更换一次轴承,以实现98%的可用性。

灵活性和高性价比是PEM制氢设备与工业市场中其他更成熟的技术竞争的首要优势。

该解决方案提供的灵活性和安全性水平超越过往的一切设备。 现场制造氢气不再被认为是一种需要高度精尖设备的过程,而是需要一种非常高产,可靠和节省成本的设备。

当与可再生能源结合时,PEM电解也是用于能量存储的有希望的替代物。
最后,我们已经发现了通过电解产生氢的可扩展手段,例如,PEM技术。