2024年9月15日,上海市某公司生产车间内,稳石氢能2.5kW AEM电解水制氢设备已24小时连续无故障运行42天,达成了国内AEM电解水制氢设备商用的又一里程碑。该公司于2024年8月5日正式采购了稳石氢能AEM电解水制氢设备,相关业务负责人表示:我们采购制氢设备主要应用在金属热处理炉上,利用氢气的还原性作为设备的保护气体,防止在热处理生产中的产品氧化。前期设备遴选时,我们经过多轮的市场调研,从安全性、经济性、便捷性等多方面论证了不同制氢技术的综合效能后,最终选择了稳石氢能2.5kW规格的AEM设备。设备交付投运后,截至目前已经累计工作了近50天,运行过程中没有出现故障,目前状态良好,运行正常。
1、稳石氢能如何保障AEM系统稳定性?
作为第三代制氢技术,AEM商业化初期阶段,系统运行的稳定性一直是业主所担忧的问题,稳石氢能CTO曹炬博士表示:稳石在第三代AEM技术的研发中,从5个核心领域进行了优化创新,进而提升了AEM系统的稳定性。
1、自主研发高强度TB膜稳石氢能采用具有V型刚性结构的Tröger碱进行聚合,获得具有本征微孔的高强度不易变形的阴离子交换膜,干膜拉伸强度可达94Mpa,延展率7.6%,在80℃运行环境下,离子电导率为164mS/cm,可确保在复杂工况下长期稳定安全运行。
2、创新催化剂配方催化剂作为电解过程中的重要一环,其性能直接影响系统整体的运行状态,稳石氢能采用镍钴铁-LDH与石墨烯复合技术开发出有序化、高导电、多活性点位的低成本OER催化剂,保证了在碱性环境下催化环节的活性和稳定性。
3、优化电解槽结构设计通过对电解槽流道设计的优化,提升系统运行效率,同时在组件上采用双支撑结构设计,通过外密封的方式进一步杜绝气体渗漏,为系统稳定运行再加一道保险。
4、强化集控系统强化系统集控逻辑,重视控制信号(如电压、电流、温度、压力、液位、循环水流量、电导率检测等)应对,提升产品安全性,同时采用恒压爬坡,逐步升压,恒流控制等稳健控制策略,全面保障系统稳定运行。
5、电化学性能无衰减在长时间不间断运行条件下,对照系统存储的单模电压检测记录,电解小室的单模电压仅有毫伏级别的升高,因电解液温度和碱液浓度的变化而无法精确甄别,说明系统无明显衰减,电解水系统的寿命能够保证其运行3万小时以上。
2、AEM电解水制氢设备商用里程碑
1008小时连续无故障运行,不仅是现阶段AEM电解水制氢设备有力的商用实证,更标志着我国AEM电解水制氢技术的全面成熟,AEM电解水制氢设备的全面商业化已经来临。
业主公司相关负责人还表示:希望稳石氢能迭代更多规格的AEM制氢设备,来适配我们不同的用氢场景。
截至目前,稳石氢能已经相继发布2.5kWkW两款AEM电解水制氢商用设备,且单槽设备已经实现MW级系统集成,而更大功率的250kW与1MW电解水系统也进入到了发布前的最后测试阶段,有望于2024年第四季度正式进入市场。
可以预见,AEM电解水制氢设备的成熟,将进一步推动氢能产业的发展,积极影响全球能源结构变革,助力氢能成为全球经济向低碳转型的关键力量之一。