【化工装备十年大发展】1525-2024中国造全球首台100 kW AEM电解槽产品

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(出处: 海川化工论坛网)
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阴离子交换膜（AEM）水电解制氢技术
AEM是固体聚合物阴离子交换膜（Anion Exchange Membrane）电解水的简称，主要结构由阴离子交换膜和两个过渡金属催化电极组成，一般采用纯水或低浓度碱性溶液用作电解质，并使用廉价非贵金属催化剂和碳氢膜。


阴离子交换膜（AEM）水电解制氢技术，被认为是集中了PEM高性能与ALK低成本双重优势于一身的新一代制氢技术路线，凭借其低成本、高性能等技术特点，可以迅速迎合市场需求，是当前最先进的绿氢制备技术之一。

全球首台100 kW AEM电解槽产品
2024年3月26日，在2024中国国际氢能及燃料电池产业展览会上，惠州亿纬氢能布了全球首台100 kW AEM电解槽产品，这也是国产AEM电解槽再次向更大功率方向迈进的一个重要信号。


100 kW AEM电解槽产品材料体系均使用非贵金属材料，其中关键的非氟AEM隔膜材料完全由亿纬氢能自主研发和生产，初始投资成本低且实现绿色制氢。上述电解槽产品配套AEM制氢系统使用时，具有集成度高、运行可靠等优点，还可以通过多堆耦合等方式，灵活满足更大制氢量应用需求。

该100kW AEM制氢电解槽尺寸为380*480*1200mm，重量为490kg，重量和体积仅为相同功率下碱性电解槽的四分之一。

亿纬氢能技术团队从2022年完成1kW AEM 电解槽测试验证，到去年实现10kW和50kW AEM 电解槽测试验证，再到如今发布100 kW AEM电解槽产品，除核心隔膜材料外，还在催化剂配方、电极工艺、电解槽结构设计与材料选型、装配工艺、运行条件等方面进行了大量的联动式和系统性地研究、开发和测试验证。

相比于过去的1kW和10kW电解槽，汪瀛博士表示，本次推出100kW AEM电解槽产品具有承上启下的重要意义，它不仅具备负载范围、产氢电流和产品尺寸等方面的技术优势，而且在单槽规模上使AEM制氢技术脱离了试验研究阶段，可真正意义地进入工业用氢和可再生能源制绿氢等真实广阔的应用场景。

多家企业争相布局AEM制氢
2023年以来，稳石氢能、亿纬氢能、中电绿波、泰极动力等多家企业相继发布AEM电解水制氢新品，而且单模块电解槽越做越大，拥有了更大的制氢能力，能够更快地制备氢气，将能源转换提升到了新的高度。

2023年2月，稳石氢能推出国内首款2.5kW AEM电解槽新品和集成系统，单台最大产氢量达600L/h。12月，稳石氢能发布AEM电解槽（10kW）新品，与2.5kW制氢系统相比，10kW制氢系统每千瓦制造成本低40%，且具有更高的电解水制氢效率。

2023年7月，亿纬氢能发布了自主研发的新型AEM电解槽。该公司2-10kW的电解槽电流密度达到0.1-1A/cm²，10kW电解槽的能耗可达到3.7-4.6 kWh/Nm³，具有效率高、体积小、电流密度大、氢气纯度高和波动响应快等优势。

2023年８月，中电绿波发布全国首台在线运行10Nm³/h AEM离子膜电解槽。这台AEM离子膜电解槽采用非贵金属催化电极，槽温80℃，碱液浓度10%、运行压力3.2MPa的工况下电流密度达到11377A/m²，最快冷启动时间16min。

2023年11月，泰极动力正式发布100标方AEM电解水制氢系统。该AEM电解槽产氢量达每小时100标准立方米，总功率0.5兆瓦，根据实际使用情况，生产1立方米氢气耗电约4.8千瓦时，甚至更低。

国内AEM单体电解槽在性能上的提升，很大程度是得益于相关企业在阴离子交换膜、催化剂等核心材料取得突破。

阴离子交换膜的性能直接影响了AEM电解槽的稳定性、寿命、功率以及成本。据悉，稳石氢能、北京未来氢能、亿纬氢能以及泰极动力的部分电解槽产品均使用了自主研发的阴离子交换膜。

阴离子交换膜的幅宽越大，其传输能力和分离效果越好，对AEM电解槽功率提升具有较大影响。目前国产阴离子交换膜的幅宽都达到了40cm-60cm，亿纬氢能自主研发的非芳醚聚芳烃类阴离子交换膜幅宽更是达到了100cm，迈入国际先进水平行列。

AEM相较于PEM一个重要的优点是电极使用的催化剂不含贵金属或者只含有少量的贵金属。稳石氢能和北京未来氢能开发出完全不使用贵金属的催化剂，且具备高活性和较好的稳定性，从而保证了AEM电解槽的效率和稳定性。

此外，气体扩散层作为AEM的重要零部件，国内在相关领域也取得了突破。苏州铂瑞电极的全资子公司米氢能源生产AEM镍基气体扩散层及非贵金属催化层，碳布非贵金属催化层等，产品性能参数达到KOH浓度<1%，电密>1.2A/cm&#178;，能耗<4KW/Nm&#179;，寿命>10000h。

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青青河边草_YBAS 发表于 2024-3-28 11:43
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jlszhoujidai 发表于 2024-3-27 17:13
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wjy5738 发表于 2024-3-27 11:30
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中原人 发表于 2024-3-27 11:30
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