- 中石化PEM電解水制氫實(shí)現(xiàn)工業(yè)化
- 發(fā)布日期：2022-12-19
12月10日，中國(guó)石化首套自主研發(fā)的兆瓦級(jí)質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫裝置在燕山石化成功開車，并于當(dāng)日貫通全流程，產(chǎn)出合格高純度氫氣。該項(xiàng)目年產(chǎn)氫180噸，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程零碳、零污染物排放。這是中國(guó)石化PEM電解水制氫成套技術(shù)首次工業(yè)化應(yīng)用。
該項(xiàng)目由中石化石油化工科學(xué)研究院和燕山石化共同開發(fā)建設(shè)，采用“綠電”制“綠氫”。研發(fā)團(tuán)隊(duì)采取集成設(shè)計(jì)、一體成撬的設(shè)計(jì)理念，開發(fā)并建造了單槽兆瓦級(jí)PEM電解水制氫裝置。整撬圍繞電解槽進(jìn)行整體布局和管路優(yōu)化設(shè)計(jì)，撬內(nèi)包括電解槽、電解槽供電系統(tǒng)、維持電解槽運(yùn)行的水氣分離系統(tǒng)，以及滿足氫氣質(zhì)量要求的純化系統(tǒng)，設(shè)備占地面積不到40平方米。
研發(fā)人員告訴記者，相較于多電解槽組合而成的制氫裝置，單電解槽技術(shù)難度大，對(duì)材料和制造工藝要求更高，但其體積小、功率密度高、成本低，是未來(lái)發(fā)展的主要方向。圍繞PEM電解水制氫裝置的核心設(shè)備——電解槽，研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了陰極、陽(yáng)極催化劑和大尺寸均一膜電極。單槽最大產(chǎn)氫量可達(dá)250標(biāo)準(zhǔn)立方米/時(shí)，功率調(diào)節(jié)范圍大，氫氣純度可達(dá)99.999%。
據(jù)了解，項(xiàng)目所產(chǎn)氫氣主要銷往北京、河北、山東等地。項(xiàng)目開發(fā)單位表示，將加快催化劑、膜電極技術(shù)迭代，整合相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步降低裝置成本，提高PEM電解水制氫技術(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
PEM電解水制氫技術(shù)是與可再生能源耦合最好的“綠氫”制備技術(shù)，具有制氫效率高、負(fù)荷范圍寬、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，滿足離網(wǎng)發(fā)電要求。同時(shí)，該技術(shù)采用“零間隙”設(shè)計(jì)，體積小、啟停速度快、操作靈活，是一種理想的加氫站站內(nèi)制氫技術(shù)。
2021年11月4日，燕山石化與石科院合作開發(fā)建設(shè)的中國(guó)石化首套30標(biāo)準(zhǔn)立方米/時(shí)PEM電解水制氫示范站成功投用，打通了PEM制氫設(shè)備從關(guān)鍵材料、核心部件到系統(tǒng)集成的整套流程，并通過完整的PEM電解水工藝運(yùn)行，驗(yàn)證了催化劑、膜電極以及電解槽組裝、密封技術(shù)的可靠性，為兆瓦級(jí)PEM電解水制氫裝置開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。據(jù)悉，燕山石化是北京市目前最大的氫氣生產(chǎn)和供應(yīng)企業(yè)，已列入北京市氫燃料電池城市示范群制氫重點(diǎn)企業(yè)名單目錄，日供氫能力達(dá)4.5噸。
