當(dāng)前,AEM電解水制氫技術(shù)正在成為 "世界上最好的 綠氫生產(chǎn)方式”。它結(jié)合了堿性(ALK)電解水制氫技術(shù)和質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)解決了它們在成本、效率以及壽命等方面的諸多問題,具體有以下優(yōu)勢:
高效:AEM制氫電解槽可以實(shí)現(xiàn)高效的水電解和NaOH的生產(chǎn),同時(shí)還可以生產(chǎn)高純度的氫氣和氧氣。
環(huán)保:AEM制氫電解槽不需要使用酸或堿來調(diào)節(jié)電解液的pH值,因此可以減少廢水和廢氣的排放。
經(jīng)濟(jì):AEM制氫電解槽可以實(shí)現(xiàn)低成本的NaOH生產(chǎn),同時(shí)還可以生產(chǎn)高純度的氫氣和氧氣,具有廣泛的應(yīng)用前景。
可控性:AEM制氫電解槽可以通過調(diào)節(jié)電解液的成分和溫度來控制電解反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的選擇性,具有良好的可控性。
同時(shí),AEM制氫電解槽采用豐富的鎳和鐵材料,無需依賴昂貴的銥催化劑和鈦板,并避免使用全氟烷基物質(zhì) (PFAS),比如穩(wěn)石氫能和北京未來氫能開發(fā)出的AEM電解槽完全不使用貴金屬的催化劑,且具備高活性和較好的穩(wěn)定性,從而保證了AEM電解槽的效率和穩(wěn)定性。
現(xiàn)階段,綠氫市場均看好AEM制氫未來的發(fā)展,其中,臥龍集團(tuán)、穩(wěn)石氫能、億緯氫能、上海氫鸞科技、正星氫電、清能股份、北京未來氫能、中電綠波、浙江億孚科技、易普斯、泰極動(dòng)力、水沐氫華、北京動(dòng)氫新能、安徽聚石氫友、嘉膜科技、泰極動(dòng)力等國內(nèi)企業(yè)(排序不分先后)均已布局AEM電解槽市場。
據(jù)全球氫能不完全統(tǒng)計(jì),2024年上半年布局AEM電解槽的企業(yè)有超20項(xiàng)核心進(jìn)展,國內(nèi)有10家以上的企業(yè)具備AEM電解槽的生產(chǎn)能力,部分企業(yè)如穩(wěn)石氫能、億緯氫能、泰極動(dòng)力等企業(yè)已經(jīng)具備AEM電解槽的出貨能力,同時(shí)也有部分PEM及ALK電解槽企業(yè)積極布局AE電解槽領(lǐng)域,成立專項(xiàng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì),商業(yè)化的AEM電解槽及系統(tǒng)開始推向市場。
2024年來,國產(chǎn)AEM電解槽產(chǎn)業(yè)化加快突破的腳步。
2月27日,清能股份官微宣布在陰離子交換膜(Anion Exchange Membrane,簡稱“AEM”)方面取得重大技術(shù)突破,這將引領(lǐng)全球綠氫生產(chǎn)成本邁入1美元/kg時(shí)代。該項(xiàng)新技術(shù)的推出將有助于綠氫制取在綠色鋼鐵、綠色肥料、綠色氨、合成燃料和氫能電動(dòng)交通領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用,加速推動(dòng)全球脫碳。
3月26日, 億緯氫能發(fā)布了業(yè)界首款100kW的AEM電解槽產(chǎn)品。該100kW AEM電解槽具有出色的電解水制氫效果,其負(fù)載調(diào)節(jié)范圍更是達(dá)到了10~120%,可根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)動(dòng),實(shí)現(xiàn)最佳的能耗比。工作電流密度達(dá)到10000A/m2,運(yùn)行壓力可達(dá)1.6 MPa,使用自主研發(fā)的膜電極體系實(shí)現(xiàn)高效制氫。該款產(chǎn)品關(guān)鍵的非氟AEM隔膜材料完全由億緯氫能自主研發(fā)和生產(chǎn)。
4月18日,無錫德林海零碳科技有限公司(簡稱“德林海”)發(fā)布了全球首創(chuàng)1Nm3/h 22MPa AEM電解槽,這款電解槽能夠?qū)崿F(xiàn)在6-22MPa壓力下的長期穩(wěn)定運(yùn)行,其高壓力特性是普通AEM電解槽的十倍以上,引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。高壓電解槽不僅提高了綠氫的生產(chǎn)效率,還減少了電解水過程中對下游壓縮機(jī)的依賴,降低了壓縮過程中的能耗和設(shè)備投入成本,為AEM制氫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用開辟了新道路。
5月11日,億緯氫能國內(nèi)首套AEM制氫系統(tǒng)發(fā)貨湖北金泉,正式開啟AEM工業(yè)化應(yīng)用。
6月消息,穩(wěn)石氫能全球首臺(tái)單槽1兆瓦AEM電解水制氫系統(tǒng)即將誕生,通過新技術(shù)、新工藝實(shí)施以及產(chǎn)能效應(yīng)釋放,將在2024年四季度完成單槽1兆瓦AEM系統(tǒng)并發(fā)布?;趯Ω邚?qiáng)度陰離子膜的研究積累,穩(wěn)石氫能對非貴金催化劑性能不斷的突破,于2023年推出首款2.5kW電解槽系統(tǒng),同年推出10kW電解槽系統(tǒng)?;趯煽貜椥灾螌?、熱固化催化劑和密封的突破,2024年二季度中完成單槽250kW測試驗(yàn)證。
7月消息,奧揚(yáng)科技發(fā)布了搭載核心自研技術(shù)的AEM制氫裝備。該產(chǎn)品采用非貴金屬催化劑,設(shè)備本身成本較低;運(yùn)行直流能耗4.3kWh/Nm3H?@1A/cm2,負(fù)荷范圍寬、響應(yīng)速度快,可以良好勝任可再生能源調(diào)峰任務(wù);制取的氫氣純度高,儲(chǔ)能效率業(yè)內(nèi)領(lǐng)先;其采用的陰離子交換膜化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性皆高于陽離子交換膜,使得使用壽命進(jìn)一步延長。
8月7日,驟宇新能源在嘉定舉辦2024年新品發(fā)布會(huì),公司自主研發(fā)的AEM制氫設(shè)備—LUMINOUS 10(星璨)正式對外發(fā)布并開啟預(yù)訂。
8月8日,億緯氫能重磅發(fā)布了“悟空”AEM制氫系統(tǒng), “悟空”制氫系統(tǒng)產(chǎn)品采用自主研制生產(chǎn)的膜電極,電流密度達(dá)到10000A/m2,額定工況下,直流能耗為4.5kW·h/m3,出氫壓力可達(dá)1.6MPa,載荷能力覆蓋10%~120%。同時(shí),“悟空”制氫系統(tǒng)產(chǎn)品另一大特色是采用模塊化堆疊化設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)制氫模塊采用5 kW AEM電解槽,可據(jù)需求配置電源系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、干燥系統(tǒng),構(gòu)成機(jī)柜式系統(tǒng)或集裝箱式系統(tǒng)。支持定制化服務(wù),可提供整體解決方案,適用于1-200Nm3/h的多元化用氫場景。[相關(guān)閱讀:億緯氫能“悟空”系列AEM制氫系統(tǒng)重磅發(fā)布]
9月12日,穩(wěn)石氫能宣布正式中標(biāo)全球首套單系統(tǒng)1.25MW-AEM(陰離子交換膜)電解水制氫項(xiàng)目,刷新了目前全球最大單系統(tǒng)功率AEM制氫項(xiàng)目的紀(jì)錄,同時(shí)也開啟了國內(nèi)兆瓦級AEM商業(yè)化應(yīng)用示范,這標(biāo)志著AEM電解水制氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入了新的階段。[相關(guān)閱讀:穩(wěn)石氫能:中標(biāo)全球首套單系統(tǒng)1.25MW AEM電解水制氫項(xiàng)目]
9月28日,億緯氫能“高原AEM制氫項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)基地”正式揭牌。
10月10日,臥龍英耐德氫能科技有限公司在浙江紹興上虞隆重發(fā)布了國產(chǎn)首臺(tái)兆瓦級AEM水電解制氫設(shè)備——AEM Nexus 1000,開創(chuàng)AEM大標(biāo)方制氫系統(tǒng)之先河。
整體來看,AEM還是一項(xiàng)前沿技術(shù),大規(guī)模商業(yè)化的探索也不過剛剛開始。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),未來AEM或能攻克相關(guān)技術(shù)難題,兼具高效能與低成本的制氫技術(shù)或?qū)?shí)現(xiàn)全面推廣。