工业水电解制氢技术的发展与应用

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1、工业水电解制氢技术的发展与应用栏0邮箱:qitil68@163.com文I王庆斌薛贺来赵宇杨奇中国船舶重工集团公司第七一八研究所河北邯郸056027【摘?要】？本文概要的介绍了国内外工业水电解制氢技术的发展情况和氢气的应用。【关键词】水电解电解槽电极隔膜出。因此专家普遍认为，氢能的大量利用将在10多年后。因此，水电解制氢技术的开发与研制受到各国政府的越来越高的重视与支持。近年来，我国和美国、H本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划，把发展氢能源作为21世纪新能源的战略目标。目前我国己在氢能领域取得了多方面的进展，在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国

2、家之一。多电解槽有限公司主要生产箱式单极电解槽，挪威的海德鲁公司和意大利米兰的DeNera公司以大型常压电解槽为主，意大利曾为印度建造一台3350m3/h制氢设备。美国的通用电气公司主要为宇航和核潜艇研制固体聚合物电解质制氢（氧）装置。工业电解槽的发展具有代表性的是美国的德利戴恩公司和德国的鲁奇公司。美国的德利戴恩（Teledyne）公司一、引言1.水电解制氢技术的发展轨迹自从1800年尼尔森等人成功地将水电解成氢气和氧气以来，水电解制氢技术得到了飞速的发展。但在上个世纪50年代初期，人们开始从碳氢化合物屮制取大量廉价的氢气，使水电解制氢技术的发展受到了

3、一定的限制。从1955年〜1975年二十年间，采取水电解制氢方式得到的氢气不足世界氢气总产量的2%,水屯解槽的销量也极度萎缩，水电解制氢技术的研制仅集屮在宇航和军用装置上。二、工业水电解制氢技术的发展概况1.国外水电解制氢技术的发展世界上有数十家公司和科研单位在研究和开发水电解制氢技该公司直到1967年才开始研制燃料电池和电解制氢技术。在1971年，该公司取得了Allis-Chalmers公司的技术后，在隔膜和电极方面作了些改进，生产小型、中型和人型三种型号的水电解制氢设备。小型电解槽的产量为0.3〜0.6m3/h,工作温度在56〜11(TC之间，工作压

4、力在0.2〜0.7MPa,氢气纯度达99.9%,电解液为25%的KOH溶液，采用自然循环，不要求循环泵。氢气主要用作生产气体色谱仪的载2011.02

5、472.水电解制氢技术的发展目标近二十年来，由于工业生产的飞速发展和能源的日渐短缺，氢气的应用领域越来越广，对氢气的需求量也在逐年的增加。据美国氢气协会分析，2007年全球年生产氢气超过5000万吨，氢能作为低碳和零碳能源正在脱颖而术，并取得了很大进展。如：加拿大的多伦多电解槽有限公司、美国的德利戴恩和通用电气公司、德国的鲁奇公司、意大利米兰的DeNera公司、挪威的海德鲁公司和円本的阳光制造所，以及英、法

6、等国家都在研宄水电解制氢技术。加拿大多伦TT技术论坛气和火燃离子仪的燃料气体；中型电解槽的产氢量为0.3〜12m3/h，亦为自然循环，采用程序控制并设有声光报警系统。氢气纯度达99.998%（带干燥装置），系统的工作压力为0.7MPa，环境温度为5〜49°C,单位直流电耗为5.3〜6.1Kwh/m3H2;所谓大型电解槽的产氢量为28〜42m3/h,采用微机全自控，并能连续监测各种运行参数，采用强制循环。其主要技术参数是：工作压力为0.42〜0.91MPa，氢气纯度达99.998%（带干燥装置），直流电耗为6.4Kwh/m3H2；德国鲁奇（Lurgi）公司

7、主要生产大型的工业水电解制氢装置，产氢量通常在110〜750m3/h。电解槽采用压制的石棉隔膜，电极为镀镍钢板，副极网为压制的金属网，槽体的密封材料采用聚四氟乙烯，电解液为25%的KOH溶液,系统的工作压力为3.0MPa,工作温度在90°C,小室电压1.9V,单位直流电耗为4.3〜4.6Kwh/m3H2。制氢系统可随着氢储罐压力的升高白动的调节直流电流的大小来调节产氢量。2、我国水电解制氢技术的发展我国水电解制氢技术的发展，经历了从小到大、从常压到加压、从手动控制到PLC全g动控制的发展历程。1985年以前，我国工业水电解制氢装置以常压设备为主。1985

8、年以后，我国水屯解制氢装置得到了飞速发展，逐渐以加压设备取代了常压水电解制氢装置。现在国内几家主耍从事制氢装置生产的公司，均是通过718所取得的生产技术，故下面着重介绍一下718所水电解制氢技术的研制和发展概况。上个世纪60年代，718所为国防军工建设开始水电解制氢技术的研究。1979年，开始承担民品任务，开发成功了国家气象局2m3/h气象制氢装置。目前，全国的所有气象台站，基木都配置了718所的气象制氢装置；1985年，在原来军品的基础上开发研制出我国首台采用可编程控制的加压水电解制氢装置，填补了国内空白；1994年，成功地开发出微机全自动控制的80m

9、3/h制氢装置，48

10、2011.02栏目邮箱:qitil68@163.com性能