电解水制氢技术简介

（1）碱性电解水制氢技术成熟，成本低，但效率低、性能差；但新一代阴离子交换膜技术可以克服这些缺点，技术还未商业化；

（2）质子交换膜制氢技术逐步产业化，安全性高，效率高、适应可再生源电力波动，但目前成本相对高；材料上与燃料电池类似，可以借助燃料电池规模化来降低成本。

1.简介

随着清洁能源的利用规模逐渐加大，其间歇特性使得对储能的需求非常紧迫。氢能是比较好的一个桥梁，主要优势在于：一是氢-电通过PEM能够实现高效的转换，二是氢气具有比较高的能量密度，存储相对容易；三是氢气转换电能具有规模化应用潜力。

目前电解水制氢技术中，碱性电解水制氢（AWE）和质子交换膜电解水制氢（PEMWE）已逐步产业化，而高温固态氧化物制氢（SOEC）和碱性阴离子交换膜制氢（AEMWE）还在试验产品阶段。

2. 碱性电解水制氢

技术成熟，以KON、NaOH水溶液为电解质（20wt-30wt%），隔膜采用石棉布或者聚砜等绝缘材料，镍基材料为电极，产氢纯度99%，需要进行脱碱雾处理。一般电密在0.25A/cm2左右，能耗5kWh/Nm3H2，效率通常在60%左右。（制氢成本对比下隆基李总的1.5元/Nm3H2）

局限1：隔膜为多孔材料，气体容易渗透，比较厚，电能损失较多；由于快速变载会造成两侧压力失衡，进而氢过多渗透造成爆炸风险，因此响应性很慢难以与风光供电紧密配合。

局限2：电流密度低，电解槽体积大，热容大，冷启动等温度响应受到限制；

案例: 兰州新区“液态太阳能燃料合成-二氧化碳加氢合成甲醇技术开发”项目，总装机10MW（相当于1万KW，火电目前都是100万kW以上）光伏，配套两台制氢能力为1000Nm3的电解槽。

3. 质子交换膜电解水制氢

技术逐步产业化，采用质子交换膜替代了碱性电解槽中的石棉隔膜，可传导质子。

优点1: 同时质子交换膜绝缘、无孔隔绝气体，具有更好的安全性，产氢纯度高99.99%。

优点2：电流密度大2A/cm2， 体积小；能耗稍低4kWh/Nm3H2，压力调节裕度大，响应性好。

国外已有量产产品，国内产品还在起步阶段；目前主要的研究集中在电催化剂、膜电极和扩散层。