从500万价格看电解槽的主要组成部分
介绍
目前国内水电解制氢方式主要有四种：碱性水电解ALK、质子交换膜水电解PEM、阴离子交换膜水电解AEM、固体氧化物水电解SOEC，其中碱性水电解ALK和质子交换膜水电解PEM是商业化程度最高的两种制氢方式。本文主要从电解器价格入手来看看这两种制氢方式的电解器主要组成部件。
目前效率为1/h的碱性电解器市场均价约为500万，国内有中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司、天津大陆制氢设备有限公司、科克里尔晶利（苏州）氢能科技有限公司、隆基绿色能源科技股份有限公司、北京中电枫业科技发展有限公司、中国华能集团有限公司等140多家企业能够研发、生产碱性电解器。
500万碱性电解槽的主要组成部件有：
隔膜：石棉隔膜（最早）、开孔网状聚苯硫醚PPS织物并涂有聚合物与氧化锆混合物（主流）；主要作用是保证氢、氧分子不能穿过隔膜，但允许电解质离子通过。
垫片：主要解决极片间的绝缘问题，关系到电流效率和安全问题。
阴/阳极电极：国内大多采用镍基电极，如不锈钢喷镍，其成本约占ALK电解槽成本的20%-30%。电极是发生电化学反应的场所，决定了制氢效率。
双极板：一般由铸铁金属板、镍板或不锈钢金属板制成，主要起支撑电极和传导电流的作用。
电解液：一般为质量浓度30%的KOH溶液或质量浓度26%的NaOH溶液。
催化剂：镍基催化剂、含贵金属催化剂
总体来说，碱性电解槽具有结构简单、安全可靠、使用寿命长、操作简便等特点，最大的优点是阴极板和阳极板不含贵金属，因此碱性电解槽的成本相对较低。但电解过程需要稳定可靠的电力，不适用于风电、太阳能等间歇性电力，容易适用于并网电解制氢。
质子交换膜电解器
质子交换膜电解槽采用高分子聚合物（质子交换膜）取代碱性电解槽中的隔膜及液态电解质，质子交换膜兼具离子传导及气体隔离的双重功能，相较于碱性电解槽具有电流密度高、转换效率高、响应速度快、更适合可再生能源波动性大等优点。但由于质子交换膜电解槽需在强酸性、强氧化性的工作环境下运作，设备较依赖铱、铂、钛等稳定的贵金属，导致质子交换膜电解槽的成本较高，为同等规模碱性电解槽的3至5倍。
质子交换膜电解槽主要组成部分：
质子交换膜：材料一般为全氟磺酸聚合物或其他类似物质，要求具有极高的质子传导性和气密性、极低的电子传导性，以及耐强酸的能力。
双极板：一般由钛金属制成，表面镀铂。其主要作用包括支撑膜电极和气体扩散层，为气体流向电子提供通道。
气体扩散层：阳极气体扩散层主要采用耐酸、耐腐蚀的铁基材料，并镀上铂或铁涂层进行保护；阴极扩散层主要采用碳纸或铁毡制成。
催化剂：依靠贵金属，阴极催化剂是以碳为载体材料的铂碳催化剂；阳极催化剂一般采用耐腐蚀、活性较高的析氧贵金属，如铱、钌及其相应的氧化物等。
今年以来，嘉庚实验室、亿华通、春华氢能、氢能源等多家企业均发布了质子膜制氢设备新品。目前，中船七一八所、航天五零七所、国家电投、大连化物所、山东赛克赛斯等30余家企业均具备生产质子膜制氢设备的能力。虽然质子膜水电解制氢成本较高，但由于其工作性能优异，仍呈现出与碱性水电解制氢并驾齐驱的趋势。
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