7月15日,下午三时(每周四下午三时直播),由氢启未来网和北京云奇科技有限公司主办的氢能大咖分享汇——第13期,准时开播,本次分享汇邀请到的大咖是碳能科技(北京)有限公司研发部主任汪秀萍,她作了主题为“新型碱水电解制氢隔膜材料”的演讲。
氢能源作为高效、洁净和理想的二次能源,受到了全世界的广泛重视。大规模、廉价制氢是开发和利用氢能的重要环节之一。
目前国内碱性水电解在水电解行业中占主导地位,技术相对成熟,设备造价低,是实现大规模生产氢的重要手段,但目前存在的问题之一就是能耗较大。在制氢过程中,隔膜是碱水制氢电解槽的核心组件,分隔阴阳小室,实现隔气性和离子穿越的功能,因此开发新型隔膜是降低单位制氢能耗的主要突破点之一。
目前国内使用的主要为石棉隔膜,但由于石棉具有致癌作用,所以各国纷纷下令禁止使用石棉,我国也提出要在近年内取缔石棉膜,因此开发新型的碱性水电解隔膜势在必行。
汪秀萍主任介绍,目前亚洲国家尤其是我们国家普遍使用的是非石棉基的PPS布,具有价格低廉的优势,但缺点也比较明显,如隔气性差、能耗偏高。而欧美国家在二三十年前就已经使用复合隔膜,这种隔膜在隔气性和离子电阻上具有明显优势,但目前国内还未开发出类似隔膜,完全依赖进口则价格非常昂贵。
新型无机—有机复合隔膜(简称无机隔膜),由陶瓷粉体和支撑体组成,对标欧洲某公司复合隔膜。复合隔膜表面纳米多孔,内部为微米孔道结构,阻断氢气穿越能力强,同时透过电解液离子,具有永久亲水性,与进口隔膜性能相当,如无机隔膜与当前的电解槽在结构上进行适配,将会发挥出较好的电解性能和使用寿命。目前复合隔膜最大宽幅可达2m,可以满足大型电解槽尺寸需求。
以1000标方碱性电解水制氢为例,相比于常规PPS隔膜,碳能无机隔膜每年可节约用电成本150万元,预计一年半到两年时间所节约的电力成本就可将隔膜成本拉平。目前,该产品已经在多家制氢厂家投入使用。未来通过实现隔膜的大批量生产,隔膜成本将会进一步降低30-40%。
在网友提问环节,汪秀萍主任一一给予了回答,她介绍,隔膜开发技术难点主要在于如何增加隔膜的隔气性,尤其是降低氧气中的氢气纯度,因为这涉及到安全性问题;第二个是如何降低隔膜的内阻,有助于降低单位制氢成本。她认为,碱水电解有自己优势,也有劣势,未来需要在电解设备的高效性及与可再生能源的耦合上开展大量攻关工作,要真正实现可再生能源高效制绿氢,PEM电解虽然是一种新型的制氢方式,在设备造价及规模上还有很多发展空间,碱水电解和PEM电解制氢在未来一段时间,将是两条平行的道路、互相角逐的竞争状态,未来双方可以形成互补,但碱水电解制氢难以被替代。
企业介绍:碳能科技(北京)有限公司是一家专业从事碳中和利用技术研发和商业化的国家高新技术企业。致力于碳中和利用技术、高盐废水处理技术、电解水制氢技术相关的电化学反应器装置、碱水电解隔膜的研发、生产、与销售。始终秉承着为客户提供好的产品和技术支持、健全的售后服务的理念。