鹼水制氫原理

鹼水電解是目前主流電解制氫方法 鹼水電解槽效能需不斷升級

鹼水電解（AWE）是電解制氫方法之一，是產業化發展時間最長、現階段技術最為成熟的電解制氫技術，其以氫氧化鉀（KOH）水溶液為電解質，以石棉膜為隔膜，通電將水分子進行電解得到氫氣和氧氣。鹼水電解槽是鹼水電解技術所需的核心裝備，主要由槽體、陽極、陰極、隔膜等組成。

20世紀中期，鹼水電解已經實現工業化，經過長期不斷髮展，其技術成熟，成本較低，適用於大型專案建設，在我國電解制氫市場中處於主導地位。現階段，我國已經具備自主生產鹼水電解槽的能力，最大產氫量可達到1200Nm³/h。我國鹼水電解槽行業中的代表性企業主要是蘇州競立制氫裝置有限公司、天津市大陸制氫裝置有限公司等。

鹼水電解槽生產效率在70%左右，較低在生產過程中，由於以鹼性水溶液為電解質，產出的氫氣含有水汽、鹼液，需要進行脫鹼、脫水處理，能耗較高且會汙染環境鹼性電解質還會與空氣中的二氧化碳發生反應，生成不溶碳酸鹽堵塞隔膜孔。此外，鹼水電解槽難以快速啟停及調節制氫速度，難以與間歇性特點強的光伏發電、風力發電等產業適配。這些是鹼水電解槽行業發展存在的弊端。

根據新思界產業研究中心釋出的《2021-2025年鹼水電解槽行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示，電解槽結構優化、電極和隔膜材料優化是鹼水電解槽效能提升的關鍵。在隔膜材料方面，傳統石棉膜氣體阻隔性較差，且會對環境及人體健康造成危害，可採用無機纖維蛇紋石棉膜、聚碸膜等進行替代在電解槽結構優化方面，開發新的電解槽結構例如零間距結構是重要發展方向。

我國“十四五”國家重點研發計劃“氫能技術”重點專項中，高效大功率鹼水電解槽關鍵技術開發與裝備研製被列入，研究內容包括新型複合電極設計與批量製備技術、新型非石棉隔膜批量製備技術、大直徑鹼性電解槽結構優化設計與整合技術等。這將推動我國鹼水電解槽行業核心競爭力不斷提升。

新思界行業分析人士表示，在電解制氫技術中，PEM水電解制氫技術更為先進，更具有發展潛力，但其成本較高，現階段仍處於商業化初期，在PEM水電解制氫成本未下降至適合規模化發展之前，鹼水電解仍具有廣闊發展空間。但未來隨著PEM水電解制氫技術逐步成熟，鹼水電解發展空間將縮小，鹼水電解槽必須不斷進行效能升級，以保持市場競爭力。