長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭、石油等化石燃料的廣泛使用，不僅造成了性的環(huán)境污染。同時(shí)，化石燃料的不能再生，還會(huì)隨著持續(xù)開(kāi)采而面臨枯竭。因此，新型清潔能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是大勢(shì)所趨。氫能作為理想的清潔能源之一，將以其優(yōu)異的使用性能在未來(lái)能源領(lǐng)域中扮演重要的角色。
作為可代替化石燃料的新能源。氫能具有以下特點(diǎn)：
1、氫的化學(xué)能高，1g氫可以放出1.4×105J的熱量，約為1g汽油產(chǎn)生熱量的3倍。(數(shù)據(jù)來(lái)源：技術(shù)網(wǎng))
2、氫氣在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，除釋放出巨大的能量外，不產(chǎn)生污染物，不會(huì)造成環(huán)境污染，因而被稱為“清潔燃料”。
3、氫的來(lái)源非常廣泛。
4、氫的用途極為廣泛。
水電解制氫作為一種將電能直接轉(zhuǎn)化為氫能的技術(shù)，即水分子在直流電作用下被解離生成氧氣和氫氣，分別從電解槽陽(yáng)極和陰極析出。且根據(jù)電解槽隔膜材料的不同，通常將水電解制氫分為堿性水電解(AE)、質(zhì)子交換膜(PEM)水電解以及高溫固體氧化物水電解(SOEC)。
其中，固體氧化物電解技術(shù)(SOEC)因其工作溫度過(guò)高，限制了電解材料的選擇、密封和運(yùn)行控制，為此始終無(wú)得到應(yīng)用和推廣。堿性電解水(AE)是目前應(yīng)用較為普遍的電解水制氫方法，但存在污染，效率低等問(wèn)題。
與上述兩種技術(shù)相比，PEM水電解制氫(PEM)能在高電流密度下工作，體積小，效率高，生成的氫氣純度可高達(dá)99.999%。區(qū)別于堿性水電解制氫，PEM水電解制氫(PEM)選用具有良好化學(xué)穩(wěn)定性、質(zhì)子傳導(dǎo)性、氣體分離性的全氟磺酸質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)替代石棉膜，能有效阻止電子傳遞，提高電解槽安全性。
與AE制氫相比，PEM水電解制氫(PEM)工作電流密度更高，總體效率更高，氫氣體積分?jǐn)?shù)更高，產(chǎn)氣壓力更高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度更快，能適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，被認(rèn)為是具發(fā)展前景的水電解制氫技術(shù)。PEM純水電解制氫采用的是質(zhì)子膜電解槽，即通過(guò)物理分離電解純水，在兩個(gè)電解室中分別產(chǎn)生高純氫氣和氧氣。其中高純氫氣作為主要產(chǎn)品，而氧氣則可作為副產(chǎn)品。
為了能夠有效保證電解水的純度，避免水中的其他電解質(zhì)對(duì)電解純水的影響。在制氫過(guò)程中，電解的純水需要通過(guò)曲線微導(dǎo)力系統(tǒng)來(lái)生產(chǎn)。曲線微導(dǎo)力系統(tǒng)能夠與PEM純水電解制氫系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)操作，聯(lián)合控制的工藝操作，不僅能夠高效、穩(wěn)定、安全的生產(chǎn)純水，有效保障電解槽的純水供應(yīng)，還能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)制水、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳。其具有以下技術(shù)特點(diǎn)：
1、體積較小，結(jié)構(gòu)合理。
2、操作簡(jiǎn)單，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)人值守。
3、制造成本低，生產(chǎn)1m3氫氣的實(shí)際耗純水量約為845-880g。
4、制取氫氣純度高達(dá)≥99.9995%，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程無(wú)污染，節(jié)能環(huán)保。
隨著能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，氫能源已經(jīng)成為我國(guó)重要的發(fā)展方向。作為理想的清潔二次能源，氫能將是未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗?。?jiān)守氫能綠色利用的初衷，積極發(fā)展水電解制氫的綠氫制備技術(shù)，才能真正實(shí)現(xiàn)與可再生能源的融合發(fā)展。
