2021年9月,中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中提出,推进可再次生产的能源制氢等低碳前沿技术攻关,统筹推进氢能“制储输用”全链条发展。
10月,《昌平区氢能产业创新发展行动计划(2021-2025年)》《昌平区促进氢能产业创新发展支持措施》陆续发布。
△ 《北京市昌平区发布氢能产业创新发展行动计划(2021—2025年)》
2021年11月26日,由中国华能集团牵头研制的国际首套1300Nm³/h碱性制氢电解槽下线。这标志着我国掌握了高性能大型电解制氢设备的关键技术,向大规模“绿氢”制备方向迈出了坚实一步,对氢能行业的发展具有里程碑意义。
作为未来科学城能源谷重点企业——中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司(以下简称“华能清能院”),依托能源谷氢能技术协同创新平台,发挥科技、产业、人才优势,在核心材料、部件、系统的研发和设计方面为电解槽的成功下线提供了关键技术支撑,推动能源谷氢能创新链产业链逐渐完备,建成新能源技术创新策源地和发展高地、绿色可持续发展先行区。
华能清能院自2010年左右启动氢能领域研发技术,已建成专门的电化学能源实验室、材料表征和理化性能分析测试中心,已建立30kW多功能电解槽检测系统、工业电解槽性能测试基地。
在绿氢制备领域开发了系列专有技术,高效碱性水电解制氢电极材料和复合隔膜材料用于工业级电解槽,制氢直流电耗4.3kWh/Nm³。在国内率先开展离网型风电动态电解制氢技术示范,2019年,在吉林洮北风电场搭建50Nm³/h的示范平台,直接利用风机发出的波动电力制氢,实现了30%-105%功率区间的动态调节,经成果鉴定,该项目为国内已投运的制氢功率最大的风电动态制氢项目。
氢能是清洁高效的二次能源,将可再次生产的能源进行电解水制氢,是替代化石能源的一种重要方法。华能清能院助力中国华能集团开展13MW水电解制氢科技示范,将围绕氢能“制-储-充”系统,开展氢能技术标准体系建设和商业模式探索,积极打造科学技术创新型氢能产业标杆。
根据前期核心部件性能测试,此次下线Nm³/h碱性制氢电解槽创造了单槽产能国际最大、电流密度指标国际领先、体积产能比最小、能耗指标最低等诸多记录。设备额定产氢量1300Nm³/h,最大产氢量可达1500 Nm³/h,最高电流密度达6000 A/㎡,是目前常规电解槽的2-3倍,是国际上首套实现这一规模及电流密度性能的商业化碱性水电解槽。在能耗方面,低于4.2 kWh/Nm³H2的直流能耗显著优于国家大型电解槽的一级能效标准。与同等级设备相比,由于电流密度的显著提升,本套设备体积缩小超三分之一,单位设备投资减少25%。同时,设备将接入全厂全国产化分散控制管理系统(DCS),可集成一键启动、无人值守、远程监控、设备互联等智能化控制技术。
未来创新汇视频号 发布:国际首套:未来科学城能源谷这家央企研究院制氢放大招!标志我国掌握高性能大型电解制氢设备的关键技术,对氢能行业发展具有里程碑意义。
双碳目标的提出使“绿氢”成为减碳脱碳的重要方法,其中电解水制氢是重要的制取绿氢的方法。电解水制氢,是指在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,即可分解成氢气和氧气,整一个完整的过程可实现零排放。
在整个制造环节,核心的设备载体就是电解槽。通常电解槽的结构为三部分,分别是槽体、阳极、阴极组成。当直流电通过电解槽时,在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应。
目前我国电解水制氢设备多运用于光伏、风电,可再次生产的能源制氢是主攻方向。其中,碱性水电解制氢有着较低的投资所需成本,已经充分实现产业化,是大规模绿氢生产的最佳选择,也是技术最成熟以及商业化最成熟的方式。返回搜狐,查看更加多