国产兆瓦级PEM水电解制氢系统新突破

国产兆瓦级PEM水电解制氢系统在走向商用的路上,又往前迈出了一大步。

近日,大连化物所燃料电池系统科学与工程研究中心(DNL0301)研制的兆瓦级质子交换膜(PEM)水电解制氢系统,在国网安徽公司氢综合利用站实现满功率运行。经国网安徽公司组织的专家现场测试,该系统额定产氢220 Nm3/h,峰值产氢达到275 Nm3/h。

作为一家基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,以任务带学科为主特色的综合性研究所,大连化物所是我国最早开展燃料电池研究的科研机构之一。大连化物所氢燃料电池技术研发团队持续深耕,针对氢能产业关键核心技术短板,突破氢燃料电池高性能催化剂、增强复合膜、耐低温系统集成等关键核心技术,并持续推进技术的转化应用。

截至目前,大连化物所已申报氢燃料电池国家相关核心技术发明专利300余件(已授权100余件),已形成关键材料、核心部件、电堆、系统与控制等自主知识产权体系。其主导制定了半数以上的燃料电池国家标准,为推动我国燃料电池产业发展做出了重要贡献。

事实上,大连化物所在PEM水电解制氢领域早就开启了研究,自上世纪九十年代,大连化物所就开展PEM水电解技术的研发,逐步形成了PEM水电解制氢自主知识产权体系。

国产兆瓦级PEM水电解制氢系统新突破

近年来,大连化物所在PEM制氢的高通量膜电极、薄层金属双极板、耐压电解槽等方面不断取得技术突破,开发了数代PEM制氢电解槽及系统,并通过普通技术许可等方式推进成果转化和应用。

2019年10月,大连化物所与阳光电源成立PEM电解制氢技术联合实验室,双方在先进PEM水电解制氢技术、可再生能源与电解制氢融合、制氢系统优化等方面展开深入合作。

在碱水制氢(AWE)、PEM制氢和SOEC制氢三大技术路线中,PEM制氢技术的运行电流密度高、能耗低、产氢压力高,适应可再生能源发电的波动性特征、易于与可再生能源消纳相结合,被认为是电解水制氢的适宜方案。

今年以来,国内电解水制氢设备需求出现井喷,PEM制氢进展迅速。中国船舶718所、中科院大化所、山东赛克赛斯、高成绿能、淳华氢能、深圳绿航等多家公司在PEM制氢设备方面的订单同比都有不同程度的增长。

值得一提的是,当前国内交付应用的PEM水电解制氢设备大多是小型的电解槽,大型PEM电解槽在商用方面还存在需要突破的一些难题。

业内人士分析认为,这次大连化物所兆瓦级质子交换膜(PEM)水电解制氢系统的成功运行,意味着国产大型PEM水电解制氢装置取得重大突破,为大规模绿色氢能综合利用新模式的示范奠定了技术基础。

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