堿性制氫生產工藝是一種利用堿性電解質溶液進行電解水制取氫氣的過程。
堿性制氫的工藝主要涉及以下幾個關鍵步驟和組成部分:
1. 電解質的選擇:通常使用30%質量濃度的KOH溶液或者26%質量濃度的NaOH溶液作為電解質,這些堿性溶液能夠提供良好的離子傳導性能。
2. 電解槽的結構:堿性制氫電解槽的主要結構包括隔膜、正/負極網、極板、極框、墊片、緊固螺桿與螺母、端板等。這些組件共同構成了電解水的物理環境。
3. 電解過程:在直流電的作用下,水分子在陰極被分解為氫離子和氫氧根離子,氫離子得到電子生成氫原子,并進一步生成氫分子;而氫氧根離子則在電場力作用下穿過隔膜,到達陽極,在陽極失去電子生成氧氣和水分子。
4. 后處理模塊:由于電解出的氣體會帶有堿液,因此需要對產出的氫氣和氧氣進行脫堿霧處理,以確保氣體的純度和安全性。
5. 設備的組成:堿性制氫電解槽的相關設備包括用于組裝的機械部件、堿液循環泵、換熱器、氣液分離器以及洗滌器等,這些設備保證了電解水制氫過程的連續和穩定運行。
6. 極板的設計:極板是電解槽的關鍵部件之一,它的設計對于提高電流密度和降低能耗至關重要。常見的極板設計包括乳突板和平面板,其中乳突板因其表面的凹凸結構能夠降低接觸電阻,使得堿液分布更均勻。
堿性制氫技術是目前最成熟且經濟性較高的制氫方法之一,其優勢在于成本較低、產氫量高,且技術商業化程度較高。隨著全球對清潔能源的需求增加,堿性制氫工藝在可再生能源領域的應用將越來越廣泛。
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根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書(2020)》預測,2030年中國氫氣需求量達3715萬噸,2050年達9690萬噸。有分析認為,電解水制氫將逐步作為中國氫能供應的主體,在氫能供給結構的占比將在2040、2050年分別達到45%、70%。
因此,在“雙碳”背景下,電解水制氫項目成為了市場關注的熱點話題。為促進行業信息流通,艾邦建有制氫產業交流群,聚焦氫氣生產、堿水/PEM電解槽(隔膜、極板、催化劑、極框、密封墊片等)、PPS、質子交換膜、鈦金屬、鎳網等產業鏈上下游,設備,材料,配件等配套資源,歡迎大家加入