“星光不問趕路人，時光不負有心人”9月15號，信然大型電解水制氫用電解槽即將裝車發貨。為了讓客戶能夠如期收貨、早日投產，信然電解槽車間各個部門緊密配合，全力以赴備生產，持續不斷忙發貨。

信然注重產品的每一個細節，一切以確保質量為前提，生產與質檢部門齊配合，嚴格按照標準工序生產、檢驗、調試、裝車，確保出廠的每一件設備都完好無損。

一輛輛滿載的貨車即將開往客戶的目的地，按時發貨是信然對客戶的重要承諾！

信然電解槽技術：電解水的原理很簡單，但可以在各種物理化學和電化學基礎上完成多種技術變化。電解槽通常分為四種主要技術，這幾種技術是根據電解質和操作溫度來區 分的，反過來又可以指導不同材料和部件的選型。市場上可購買的各種電解電池的原理如下圖所示。每種技術又可以有多種變化， 大多數根本性差異在于電池設計、組件內部變化和技術成熟程度。

一、信然電解槽分類：

目前有四類電解質：堿性和質子交換膜（PEM）已經商業化，而陰離子交換膜 （AEM）和固體氧化物目前仍處于實驗室階段，有望能取得很大進展。

不同類型的具備商業化前景的電解技術：

固體氧化物和陰離子交換膜（AEM）有很大的潛力，但技術還不夠成熟，只有 少數公司和原始設備制造商（OEM）參與了其制造和商業化。這些企業大多位 于歐洲。因此，水電解電池的基本原理是由被電解質隔離的兩個電極組成。電解質是指負責將產生的化學電荷（陰離子（-）或陽離子（+））從一個電極傳輸到另一個電極的介質。在堿性電解槽中，負責傳輸 OH-陰離子的電解質通常是高濃度氫氧化鉀溶液。電極和產生的氣體在物理上被浸入到 KOH 溶液的多孔無機隔膜 （也稱為分隔膜）分開。在 PEM、AEM和固體氧化物電解槽中，電極被電子絕緣性固體電解質分開，該電解質負責將離子從一個電極傳輸到另一個電極，同時也對產生的氣體進行物理隔離。因為離子傳輸發生在 PEM、AEM或固體氧化物的組件內部，所以不需要添加液體電解質溶液進行傳輸。下表總結了四類電解槽的運行條件和最重要的組件。著色單元格內的條件或成分因制造商或研發機構不同而有顯著差異。同時也表明技術不太成熟，尤其是 AEM 和固體氧化物類型。

各類電解槽的槽體以及系統部分 

1.信然堿性電解槽：

1.1  槽體結構原理：堿性電解槽電堆和系統設計簡單，制造相對容易。目前，單體電極面積較大可達3平方米（m2）。這類電解槽使用高濃縮 KOH（通常為每升溶液 57 摩爾溶質[mol*L-1]）作為電解質，采用堅固的 ZrO2 基隔膜，以及電極使用鍍鎳（Ni）不銹鋼。電荷載體為羥基離子 OH-，KOH 和水可透過隔膜的多孔結構， 觸發電化學反應。所生成的氣體（氫和氧-H2 和 O2）混合溶于電解質，限制了較低的功率運行范圍和較高壓力水平下的運行能力。為打破相關限制，可使用更厚（0.252毫米[mm]）的隔膜，但這會增加電阻和降低效率。一些制造商有時會在電極和隔膜之間安裝墊片，進一步避免氣體混合。這些厚隔膜和新增加的墊片在兩個電極上形成了高歐姆電阻，導致給定電壓下電流密度大幅降低。當前的設計，采用零間隙電極、更薄的墊片和不同的電催化劑等方案增加電流密度，縮小了與 PEM技術的性能差距。另堿性電解槽的設計經典和穩定，運行穩定，使用壽命在30年以上。1.2  信然堿性電解槽系統設計原理圖

信然質子交換膜（PEM）電解槽：

2.1  PEM槽體結構原理該類電解槽采用 PFSA 薄膜（0.2 mm）和效率更高的結構電極（即電阻更低）。全氟磺酸（PFSA）膜在化學和機械方面也很穩定，可以承受高壓力差。因此，PEM 電池可以實現氧氣側在正常大氣壓力下工作，而另外一側給與高達 70bar 的氣壓差。PFSA 膜提供的酸性環境，加上陽極側的高電壓和氧氣釋放形成了惡劣的氧化環 境，需要使用能夠耐受這些條件的材料。目前，有必要采用鈦基材料、貴金屬催化劑和保護鍍層，不僅是為了給電池組件提供長期的穩定性，而且是為了提供較好的電導率和電池效率。這些要求使 PEM 堆的成本遠遠高于堿性電解槽。雖然 PEM 采用了一種和的系統設計，但對鐵、銅、鉻和鈉等水 質非常敏感，導致受到腐蝕。目前，單電極面積正迅速接近2000平方厘米（cm 2），但距離達到未來使用單體大型兆瓦級電堆設備仍然很遠。最重要的一點是，大規模兆瓦級 PEM 電堆的穩定性和使用壽命特性仍有待驗證。不同技術面臨不同的挑戰，從稀有材料到性能、耐用性和成熟度都有不同的挑戰；沒有一種技術能適用于所有應用，這就為技術競爭和創新打開了大門， 而推動成本下降。2.2  信然PEM系統結構原理

3.信然固體氧化物電解槽（SOEC）：3.1  SOEC槽體原理：這類電解槽在高溫（700-850℃）下工作。優點是有利的動力學條件，使用相對便宜的鎳電極成為可能；減少了電力需求，部分用于分解水的能量可通過熱能獲得（可以利用余熱，基于電力計量的表觀效率可以高于 99%）；可逆性潛力（作為燃料電池和電解槽工作），二氧化碳和水同步電解生成合成氣。缺點是：熱化學循環會加快劣化和縮短使用壽命，特別是在停機/啟動期間。導致電堆性能下降的其他問題還包括：高氣壓差下的密封難題；使用二氧化硅作為密封劑造成電極污染；以及其他來自管道、連接件和密封的污染源。目前 SOEC部署限于kW級別， 也有一些示范項目已經達到1 MW。3.2  信然SOEC系統原理：

4.信然陰離子交換膜（AEM）：4.1  AEM槽體結構原理

這是一項新的技術，目前只有少數幾家公司正在進行商業化推廣，且落地項目很少。AEM 的潛力在于避免了堿性電解槽的惡劣堿性運行環境，并與 PEM 電解槽的簡單高效特性相結合。這類電解槽可以使用非貴金屬催化劑、不含鈦組件，同 PEM 一樣可在差壓下工作。事實上 AEM 膜存在化學和機械穩定性問題，導致電解槽使用壽命不穩定。另由于 AEM 電導率低、電極結構差、催化劑動力學緩慢等原因，所以性能也不如預期的理想。一般電解質性能可通過調整 AEM 膜的電導率性能或增加支持電解質（如 KOH 或[NaHCO3]）方法得到提高。然而，如此調整可能會降低電解槽的耐用性。本質上，OH-離子比 PEM內部的 H+質子慢三倍（電導率低）， 因此 AEM 開發商需要制造出更薄的或具有更高電荷密度的 AEM 電解質膜。

4.2  信然AEM系統結構原理

關于中國氫能集團股份公司：

中國氫能集團股份公司是一家專注于綠色清潔能源領域研究性公司，在北京、上海、江蘇設有生產和研發基地，生產信然牌氫能源設備。公司一直秉承創新為本、人才為先的理念，專注于制氫設備研發和氫能綜合解決方案。電解槽、氫氣壓縮機、氫燃料電池燈領域的研究。中國氫能集團股份有限公司對堿性槽和PEM制氫技術的理解和掌握都處于企業，目前已自主研發生產出單體1300Nm3/h堿性高度集成制氫設備，設備電流密度是同行的2~3倍，同等功率下設備體積是同行的四分之一、從5%~110%動態響應時間在10秒以內；并具備800-1500Nm3/h PEM制氫設備的設計和生產能力。截止目前已為國內外多家客戶提供了不同規格型號的堿性電解制氫和PEM制氫設備。

中國氫能集團股份有限公司下設：上海信然壓縮機有限公司、信然亞太控股（北京）有限公司、信爾勝機械（江蘇）有限公司等。提供完善的整體氫氣能源解決方案，制氫、壓縮氫、儲氫、運氫、使用氫等整個產業鏈服務商。

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