近日，上海氢晨新能源科技有限公司(以下简称“氢晨科技”)、海德氢能等上游制氢企业相继发布新一代电解槽产品，在功率、性能及制氢效率等方面均有提高。电解水制氢作为目前制取绿氢主要的方式，市场规模正不断扩大。随着制氢装备性能提升、成本下降，我国制氢设备自主技术创新呈现加速发展势头，将进一步促进绿氢产业规模化发展。随着绿氢产业备受重视，带动电解水制氢设备需求大幅上涨，设备订单同比也明显增长。中信建投氢能月报显示，截至今年5月，2023年电解槽可见订单装机量已达到1116兆瓦，较2022年全年高出约54.57%。但是由于电解过程效率不高，能耗较大，并且需要消耗大量的水资源，因此应用范围受到一定限制。山东工业电解水制氢设备厂家排名
电解水制氢是一种利用电将水分子分解为氢气和氧气的绿色高效制氢技术。电解水制氢的技术有很多，如碱性水电解、质子交换膜、高温固体氧化物和阴离子交换膜电解等。电解水制氢纯度高，能作为储能载体储存富余可再生能源。电解水制氢的整个过程只消耗水和电，不消耗其他化石资源。工艺简单，操作方便，无碳产品，清洁无污染。设备占地面积小，多台设备可同时生产，操作灵活。但同时，电解水制氢也是一种昂贵的制氢技术。生产氢气的主要功耗约为4.5~5.5 kW h m⁻³。安阳电解水PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点。
电力约占氢气生产总成本的80%。因此，将电解水制氢技术与高效、经济、无污染的可再生能源发电技术相结合，具有很大的发展和应用空间。风力发电技术已成为日益成熟的技术，能源效率已达到95%以上，发电成本也相对较低。如果考虑到煤电成本和运输等投资的环境污染，风力发电成本要低于煤电。潮汐能是一种新型的环保海洋能源，它可以减少CO₂，NOₓ、粉尘等排放。由于潮汐电站的建设和运行，可能对周边地区的生态造成不利影响。因此，运维成本将会增加。对于光伏发电，各地已提供了一系列鼓励发展的税收优惠措施，如减税和税收抵免。然而，光伏发电需要大量的土地来布局光伏组件，这可能会影响当地的土地利用和生态，增加成本。虽然光伏发电是一种清洁能源，但在光伏组件的制造和加工过程中可能会产生一些环境污染和废物，这需要额外的人力和物力来妥善处理和管理，也意味着成本的增加。
电解水制氢，即通过电能将水分解为氢气与氧气的过程，该技术可以采用可再生能源电力，不会产生CO2和其他有毒有害物质的排放，从而获得真正意义上的“绿氢”。电解水制氢原料为水、过程无污染、理论转化效率高、获得的氢气纯度高，但该制氢方式需要消耗大量的电能，其中电价占总氢气成本的60%~80%。实际来看，绿氢制备的技术路线有多种，包括：碱性水电解技术(ALK)、阳离子/质子交换膜水电解技术(PEM)、固体氧化物水电解技术(SOEC)、阴离子交换膜电解水技术(AEM)。其优点是简单易用，可以用于小型化应用，并且获取的氢气纯度高，可以达到99.999%以上。
目前，我国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距，国内生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模大约在260标方/小时，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500标方/小时。PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统(BOP)组成。PEM电解槽由质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板等零部件组装而成。电解槽的基本组成单位是电解池，一个PEM电解槽包含数十至上百个电解池。质子交换膜电解槽成本中45%是电解电堆、55%是系统辅机；其中电解电堆成本中53%是双极板；膜电极成本由金属Pt、金属Ir、全氯磺酸膜和制备成本四要素组成。由于PEM电解槽的质子交换膜需要150-200微米，在加工的过程中更容易发生肿胀和变形，膜的溶胀率更高，加工难度更大，主要依赖于国外产品。国内生产的PEM电解槽单槽制氢规模大约在200 Nm3/h，国外生产的PEM电解槽单槽制氢规模可以达到500Nm3/h。阿拉善专业电解水
而酸性电解水制氢设备因为其高效、高纯度的氢气产出而备受关注，但是设备价格和稳定性相对较差。山东工业电解水制氢设备厂家排名
贵金属、贵金属合金及其氧化物仍然是性能比较好的催化剂。然而，贵金属催化剂的使用成本较高，开发高性能、低成本的催化剂非常重要。过渡金属催化剂和非金属催化剂具有制备成本低的优点，通过尺寸和形貌调控、导电载流子材料复合、原子掺杂、晶相调控、非晶态工程、界面工程等设计策略，可提高其催化活性。开发高效、低成本的催化剂是电解水制氢的关键步骤。贵金属催化剂由于其成本高、存储量低，难以支持大规模应用。过渡金属和非金属材料成本低，具有较大的丰度，是替代贵金属催化剂的理想材料。图7比较了不同类型的催化剂。与贵金属催化剂相比，过渡金属催化剂结构不稳定，催化机理复杂，非金属催化剂的活性有待提高。这三类电解水制氢催化剂都有待进一步研究。山东工业电解水制氢设备厂家排名
