電解水制氫系統(tǒng)主要由電解槽、分離器、洗滌器、冷卻器、供水、加堿等設(shè)備組成。電解槽是電解水制氫系統(tǒng)的**設(shè)備，為了降低水的電阻，提高電解效率，必須在水中加入NaOH或KOH電解質(zhì)，配成30%左右的堿液注入電解槽。制氫環(huán)節(jié)是雙碳目標(biāo)的提出使“綠氫”成為減碳脫碳的重要途徑。其中，電解水制氫是重要的制取綠氫的方法。電解水制氫規(guī)模的提升，也使電解槽市場迅速增長。根據(jù)HengCe（恒策咨詢）的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測，2023年全球水電解制氫設(shè)備市場銷售額達(dá)到了11.96億美元，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到171.4億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為45.6%（2024-2030）。地區(qū)層面來看，中國市場在過去幾年變化較快，2023年市場規(guī)模為百萬美元，約占全球的%，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到百萬美元，屆時全球占比將達(dá)到%。PEM電解水制氫技術(shù)具有電流密度大、氫氣純度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。河南專業(yè)電解水制氫設(shè)備公司

堿性電解水技術(shù)比較大的缺點(diǎn)在于工作電流密度較低、電解槽效率不高、占地面積大。特別在冬季，設(shè)備需要經(jīng)過較長時間預(yù)熱，啟動時間大概需要2 h。不過堿性電解水電解槽、隔膜等設(shè)備、材料的加工、制備工藝在我國已經(jīng)基本成熟，產(chǎn)業(yè)鏈相對完善，是目前在我國**適合規(guī)模化的技術(shù)路線。通過調(diào)研了解，目前國內(nèi)比較大單槽制氫規(guī)模已經(jīng)達(dá)到 3000 Nm3/h，電解槽直流電耗比較低可以達(dá)到4.2 kW·h/Nm3。其原理為在兩個電極之間施以直流電，并用隔膜將陰陽兩極分離開來，在陰極水分子被還原，生成氫氣和氫氧根離子，生成的氫氧根離子穿過隔膜到達(dá)陽極，在陽極側(cè)失電子析氧，生成氧氣和水。滄州電解水制氫設(shè)備企業(yè)PEM電解槽是PEM電解水制氫裝置的重要部分。

電解水制氫的基本原理是在直流電的作用下，水分子在電解槽中被分解成氫離子和氫氧根離子，氫離子在陰極得到電子還原成氫氣，而氫氧根離子在陽極失去電子氧化成氧氣。堿性電解水制氫：原理：利用堿性電解質(zhì)（如氫氧化鉀或氫氧化鈉）作為導(dǎo)電介質(zhì)，在電解槽中進(jìn)行水電解。特點(diǎn)：技術(shù)成熟穩(wěn)定，成本相對較低，但反應(yīng)速度較慢，能量效率相對較低，且產(chǎn)生的氫氣純度不高，需要進(jìn)行后續(xù)處理。應(yīng)用：適用于大規(guī)模工業(yè)制氫，尤其是在電力成本較低的地區(qū)。

灰氫是指通過化石燃料（如煤炭、石油、天然氣等）燃燒或重整制取的氫氣。在生產(chǎn)過程中，會釋放大量的二氧化碳，因此被稱為“灰氫”。這種制氫方式成本較低，但對環(huán)境影響較大，是目前全球主要的氫氣生產(chǎn)方式。藍(lán)氫是在灰氫的基礎(chǔ)上，應(yīng)用碳捕集與封存技術(shù)（CCUS），將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕獲并封存，從而減少碳排放。雖然藍(lán)氫的碳排放強(qiáng)度相對較低，但由于需要額外的碳捕集和封存技術(shù)，其生產(chǎn)成本較高。綠氫目前沒有統(tǒng)一定義，國內(nèi)俗稱的綠氫就是可再生氫，即通過使用可再生能源(例如太陽能、風(fēng)能、核能等非化石能源)制造的氫氣?，F(xiàn)階段電解水是主要的將這些外部能源吸收并生產(chǎn)出氫氣的方式，力爭實(shí)現(xiàn)零碳排放。PEM水電解技術(shù)被譽(yù)為制氫領(lǐng)域極具發(fā)展前景的水電解制氫技術(shù)之一。

堿性水電解技術(shù)(ALK)是指在堿性電解質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行電解水制氫的過程，電解質(zhì)一般為30%質(zhì)量濃度的KOH溶液或者26%質(zhì)量濃度的NaOH溶液。較之于其他制氫技術(shù)，堿性電解水制氫可以采用非貴金屬催化劑，且電解槽具有15年左右的長使用壽命，因此具有成本上的優(yōu)勢和競爭力。堿性電解水制氫技術(shù)已有數(shù)十年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在20世紀(jì)中期就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，商業(yè)成熟度高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，國內(nèi)一些關(guān)鍵設(shè)備主要性能指標(biāo)均接近于國際先進(jìn)水平，單槽電解制氫量大，易適用于電網(wǎng)電解制氫。但是，該技術(shù)使用的電解質(zhì)是強(qiáng)堿，具有腐蝕性且石棉隔膜不環(huán)保，具有一定的危害性。PEM電解水制氫的系統(tǒng)響應(yīng)速度快，適應(yīng)動態(tài)操作。日照附近電解水制氫技術(shù)

但是由于膜材料成本相對較高，加上運(yùn)行過程中難以處理一些不純凈的物質(zhì)，導(dǎo)致其在應(yīng)用范圍上有些受限。河南專業(yè)電解水制氫設(shè)備公司

在直流電作用下，水分子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣和氫氧根離子（OH–），氫氧根離子在電場和氫氧側(cè)濃度差的作用下穿過隔膜到達(dá)陽極，在陽極一側(cè)發(fā)生析氧反應(yīng)，生成氧氣和水。電解槽裝配時浸沒在高濃度（20%~30%）的KOH 溶液中，此時離子電導(dǎo)率比較大，主要缺點(diǎn)是電解液具有腐蝕性，NaOH 和NaCl 溶液也可作電解液，但不常用。堿槽的電解池分成兩個電極，電極將氣密隔膜分開。由于隔膜的阻礙，氫氣和氧氣不會通過隔膜混合在一起，但是電解液卻可以通過隔膜進(jìn)入另一側(cè)。制氫系統(tǒng)運(yùn)行時，氫氣和堿液的混合液以及氧氣與堿液的混合液分別經(jīng)過氣水分離器，將氣體和溶液分離，堿液回流至電解槽，氫氣和氧氣分別進(jìn)入純化裝置提純后進(jìn)行收集。河南專業(yè)電解水制氫設(shè)備公司