陰離子交換膜電解水技術(AEM):能夠生產低成本的氫氣,需突破關鍵材料技術限制。電解槽結構類似于PEM電解槽,主要由陰離子交換膜、過渡金屬催化電極極板、氣體擴散層和墊片等組成,常使用純水或低濃度堿溶液作為電解質。陰離子交換膜可以傳導氫氧根離子,并阻隔氣體和電子直接在電極間傳遞。AEM電解水技術工作原理為,水從陽極過陰離子交換膜到陰極,接受電子產生氫氣和氫氧根離子,氫氧根離子穿過陰離子交換膜到陽極,釋放電子生成氧氣。氫氧根穿過陰離子交換膜回到陽極并放出電子產生氧氣,氧氣隨后通過氣體擴散層與電解液一起流出。AEM電解水技術使用廉價的非貴金屬催化劑和碳氫膜,具有成本低、電流密度較大等,并且可以與可再生能源耦合。目前AEM技術還處于研發階段,發展程度將取決于催化劑、聚合物膜、膜電極等關鍵材料技術的突破情況。甲醇制氫催化劑的應用范圍廣,包括能源、化工等領域。浙江甲醇制氫催化劑費用
天然氣重整制氫技術成熟,制氫成本相對較低,氫氣轉化率較高。由于我國天然氣資源匱乏,天然氣重整制氫在國內發展受限。高溫甲醇制氫催化劑通常可滿足多種溫度需求,這主要是因為催化劑的活性在不同溫度下有所變化。在高溫甲醇制氫過程中,催化劑通常需要在200-300C的高溫下運作。在這個溫度范圍內,催化劑的活性,能夠實現的氫氣產率和選擇性。但是,隨著溫度的變化,催化劑的活性也會發生變化。在較低的溫度下,催化劑的活性會降低,而在較高的溫度下,催化劑的活性則會降低。因此,為了滿足不同溫度下的制氫需求,催化劑的配方和制備工藝需要進行優化,以確保在不同溫度下催化劑的活性都能夠得到充分的發揮.目前,市場上已經有不少針對高溫甲醇制氫的催化劑產品,這些產品通常都具有較廣的適用溫度范圍,能夠滿足不同客戶的制氨需求。高溫甲醇制氫催化劑通常可滿足多種溫度需求,這主要是因為催化劑的活性在不同溫度下有所變化。在高溫甲醇制氫過程中,催化劑通常需要在200-300C的高溫下運作。在這個溫度范圍內,催化劑的活性,能夠實現的氫氣產率和選擇性。但是,隨著溫度的變化,催化劑的活性也會發生變化。青海新能源甲醇制氫催化劑甲醇制氫催化劑是一種高效的催化劑,可將甲醇轉化為氫氣。
固體氧化物電解水制氫技術是一種在高溫下進行的電解水技術,操作溫度通常在700℃到1000℃之間。這種技術的結構由多孔的氫電極(陰極)、電極(陽極)和一層致密的固體電解質組成。由于其高溫操作,固體氧化物電解水技術具有很高的反應動力學,能夠降低電能消耗,實現高效率的電解。此外,這種技術在某些特定場合,如高溫氣冷堆或太陽能集熱等情況下,具有較大的優勢。然而,固體氧化物電解水技術的技術難度較高,目前仍存在許多技術問題需要解決,成本也較高,尚未實現市場化應用。
金屬氫化物法是利用儲氫合金可逆吸放氫的能力提純氫氣。在降溫升壓的條件下,氫分子在儲氫合金(稀土系、鈦系、鎂系等合金)的催化作用下分解為氫原子,然后經擴散、相變、化合反應等過程生成金屬氫化物,雜質氣體吸附于金屬顆粒之間。當升溫減壓時,雜質氣體從金屬顆粒間排出后,氫氣從晶格里出來,純度可高達99.9999%。金屬氫化物法同時具有提純和存儲的功能,具有安全可靠、操作簡單,材料價格相對較低,產出氫氣純度高等優勢,但是金屬合金存在容易粉化,釋放氫氣緩慢、需要較高的溫度等問題。催化劑的活性與結構密切相關,需要進一步研究。
氫元素儲量豐富,來源廣,能夠滿足大規模應用需求。氫占宇宙質量的75%,也是地球的重要組成元素之一。氫氣可以通過水電解、化石燃料重整等方法制取,氯堿、焦化、冶金等工業企業也有大量副產氫氣。特別是基于可再生能源發電耦合電解水制取氫氣,實現了全生命周期的綠色清潔,是可再生能源實現大規模應用的關鍵路徑之一。氫的運輸手段也十分靈活,既可以通過的交通工具如氫氣運輸車、氫氣船等進行運輸,也可以通過專門的輸氫管道進行長距離輸送。此外,氫氣還可以以一定比例摻入現有的天然氣管道,通過在管道下游分離出氫氣的形式進行輸送。這種方式不僅可以利用現有的基礎設施,降低運輸成本,還能夠在一定程度上天然氣資源緊張的問題。甲醇制氫催化劑的研究也是國家戰略的重要組成部分。山東變壓吸附甲醇制氫催化劑
甲醇制氫催化劑的穩定性可以通過添加助劑等方法進行提高。浙江甲醇制氫催化劑費用
綠電可通過氫基能源實現儲存、運輸,綠電與綠色氫基能源是理想的“過程性能源”載體。在“雙碳”目標下,綠色氫基能源具有化石能源無法替代的獨特作用,如在構建新型電力系統中,氫基能源既可實現跨季節性長時儲能,又能解決可再生能源消納難題,或在鋼鐵、化工等工業領域,氫基能源可實現行業深度脫碳。2023年2月13日,歐盟通過了可再生能源指令要求的兩項授權法案。授權法案規定了三種可被計入“可再生氫”的場景,分別是:可再生能源生產設施與制氫設備直接連接所生產的氫氣;在可再生能源比例超過90%的地區采用電網供電所生產的氫氣;在低二氧化碳排放限制的地區簽訂可再生能源電力購買協議后采用電網供電來生產氫氣。浙江甲醇制氫催化劑費用