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[新品] 水电解制氢(QLE)

水电解制氢
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PEM制氢设备和传统KOH电解制氢设备的方案比较

 

一、概述

    目前世界上水电解制氢的技术有两种,一种为PEM纯水电解制氢技术;另一种为传统KOH电解水制氢技术。

1、PEM水电解制氢技术

    PEM(质子交换膜)是SPE(固体聚合物电解质)的一种,由固体电解质充当电解水的电解质,无需碱液,所以PEM水电解制氢技术也称之为固体电解质水电解制氢技术。具有产品氢气纯度高,维护量少,制氢成本低,没有腐蚀性液体,对环境没有任何污染等优点。

2、传统KOH电解水制氢技术

    传统KOH电解水制氢技术需要添加氢氧化钾作为电解质,添加五氧化二钒作为催化剂。氢氧化钾属于强碱,具有强腐蚀性;五氧化二钒属于剧毒化学品,二者处理不当均对环境造成严重污染。设备工艺一般需要电解槽、氢气分离洗涤器、碱液过滤器、整流柜、配电柜等,并且这些部件设备均需要单独在实体房间内放置,占地面积大。产品氢气中杂质较多,需要经常保养维护或者更换部件。

二、PEM水电解制氢技术与KOH电解水制氢技术的工艺

比较项目

PEM水电解制氢技术

KOH电解水制氢技术

两级室的分隔物

质子膜:分子级微孔,厚度0.175-0.2mm。

优点:不易产生氢反渗透。

隔膜:石棉膜,属于国际禁用品,致癌物质。

缺点:易产生氢反渗透。

电极

分子级微孔催化电极,紧贴于离子膜两面及其内部孔道间,是一种零极距催化电极。

优点:反应面积大,转换效率高

电极间有***小距离限制,极间电阻大,大电流发热量高。

电解槽结构

电解槽内两级室的集电器结构紧密且有弹性。使电解槽重量轻、体积小。

优点:槽内阻小。

电解槽内极室的集电器没有弹性。缺点:电能热损失高,转换效率低。

电解液

电解纯水

优点:无污染、无腐蚀、氢气纯度高

电解30%的KOH,添加五氧化二钒

缺点:腐蚀性强,剧毒,易产生冲液污染负载管路。

电解槽内电传导

氢离子活性基移动

正、负离子在水溶液中运动

氢气质量

无碱性,含微量水气

有碱性,含微量氧气,水气

 

 

 

 

 

 

 

三、两种电解水制氢设备性能比较

比较项目

PEM

传统KOH水电解制氢

安全

制氢站属于安全区域

制氢站1区爆炸危险环境

可靠性

设备集成、系统自动识别保护

设备多,流程长,故障多

环保

纯水制氢,不添加任何化学物质,无污染

需添加氢氧化钾、五氧化二钒等强碱高腐蚀有毒化学物质,污染环境

氢气质量

氢气纯度≥99.9995%

露点-65℃

氢气纯度≥99.8%

露点-50℃

产氢量

0-100%全范围可调

30-100%调整

设备运行

一键启动,5分钟产出合格氢气,无需人工值守,关机后即可停止产氢

开机程序复杂,每次开机需要120分钟,人工值守,关机程序复杂,至少需要60分钟

维护保养

只需对空气滤网和净水器滤芯、干燥剂等进行定期更换,全年维护时间小于8小时,电池堆15年无大修

由于碱液腐蚀,需经常更换泵、阀门、管道和垫子等,维护成本高,电解槽每5年返厂大修一次,每次大修周期15天,电解槽重量达1.5吨,拆装只能靠人工,起重机械无法利用,非常不方便。电解槽大修期间,只能依靠储罐供氢,无备用制氢机制氢的情况下,严重影响发电机组运行。

场地需求

厂房占地面积100m2

厂房占地面积220m2

经济

运行费用低

运行费用高

安装施工

制氢机设备集成,安装周期短,制氢机出厂时,已经调试完成,现场调试简单

制氢机工艺复杂,设备多、流程长,安装周期长,出厂时制氢机无法整机调试,需要现场对制氢机进行调试,调试复杂

 

总结:

PEM制氢与传统制氢(KOH)比较具有

更安全,设备具有国家安全防爆认证

更智能,设备集成,系统自动识别保护

更环保,纯水制氢,不添加任何化学物质,无污染

更可靠,氢气纯度99.9995%,露点<-65

更简单,一键启动,5分钟产出合格氢气,无需人工值守,远程操控

更省心,维护只更换干燥剂,无需5年一大修

更小巧,占地约3㎡,可安装在发电机附近

更经济,投资较高,运行费用低,全寿命成本低

更方便,设备集成,安装周期短,现场调试简单

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