发布时间:
2023-05-10 
浏览量:638 氢气因其清洁无污染、热量高等优点，被誉为21世纪最具发展前景的清洁能源。根据氢气的来源，可以将氢气分为灰氢、蓝氢、绿氢。绿氢在制备过程中可以实现零碳排放量，因此也被称为最纯正的绿色能源。其中，电解水制氢作为目前最重要的绿氢制备手段之一，备受世界各国关注。
电解水制氢
电解水制氢是指在直流电作用下，水分子在电解槽中被解离生成氧气和氢气的过程。自1800年电解水被发现证实以来，电解水技术的发展已经历了两个多世纪。根据电解槽的不同，目前主流的电解水制氢技术可以分为4种类型。
电解水制氢系统
四种电解水技术
1. 碱性电解水技术（ALK）
ALK是最早开展的电解水制氢技术之一，其发展最成熟，投资、运行成本低，但存在碱液流失、腐蚀、能耗高等问题。
2. 质子交换膜电解水技术（PEM）
PEM具有能耗低、设备紧凑的优势，能适应可再生能源电力输入，但存在电解槽使用寿命较短，设备成本高等问题。
3. 高温固体氧化物电解水技术（SOEC）
SOEC在高温下运行，制氢系统电化学性能显著提升，效率更高。但高温也制约着该技术的推广应用，因此SOEC还在初期示范阶段。
4. 固体聚合物阴离子交换膜电解水技术（AEM）
AEM作为最新的电解水技术，其潜力在于将碱性电解槽的低成本与PEM的简单、高效相结合，目前处于研发阶段。
不同电解水技术对比
国内外发展现状
日本和欧美等国对于电解水制氢技术研发较早，从下图可知日本拥有该领域最多的专利，他们在该领域的技术储备也最为充足。其次是美国和德国，也具有较强的电解水制氢技术与设备制造研发实力。
不同国家电解水制氢专利数量
我国近些年加大了对电解水制氢技术的突破，已申请国际专利 253 项。目前，我国碱性电解水的一些关键设备主要性能指标均接近于国际先进水平，但在PEM电解水技术与国外尚有一定差距。
未来展望
电解水制氢技术具有绿色环保、生产灵活和产品纯度高等特点，因此，是光伏、风电等可再生能源制氢的主攻方向。在“双碳”的大背景下，可再生能源的快速发展和材料技术的更新迭代，将为电解水制氢技术进一步发展注入新的活力。
