电解槽系列产品下线，填补多项国内空白

　　■  杨 翌

　　1月3日，由中国华电集团有限公司（以下简称“中国华电集团”）与中国科学院联合开发的500标方PEM电解槽，以及中国华电集团自主研发的3300标方碱性电解槽正式下线，标志我国可再生能源电解水制氢装备实现新突破，对加快构建新型能源体系、促进“双碳”目标实现具有重要意义。

　　在下线仪式上，中国工程院院士彭苏萍表示，这不仅是中国华电科工集团有限公司（以下简称“华电科工”）的一个重大进展，也是我国乃至全球氢能行业发展的一个标志性事件。

　　本次下线的“华瀚”500Nm3/hPEM电解槽由华电科工与中国科学院联合研发，具有电流密度高、直流能耗低、负荷调节范围宽、使用寿命长等特点。产品膜电极总贵金属载量较上一代产品降低30%；电流密度可达3A/cm2；单槽产氢量≥500Nm3/h；输入功率范围3%-135%；在满负荷工况下，直流能耗≤4.35kWh/Nm3；负荷波动响应速率≥20%/s；单片膜电极有效反应面积≥3000cm2，为国内外最大。产品整体性能达到国际先进水平。

　　在核心部件方面，该电解槽采用高性能的膜电极和催化剂材料，降低电解槽能量损失。设计方面，“华瀚”500Nm3/hPEM电解槽采用大面积电解小室结构，新型流场流道设计，提高小室内部电解反应的稳定性和一致性。在数字化方面，产品可通过大数据平台实现全生命周期管理。

　　工欲善其事，必先利其器。近年来，中国华电集团联合国内科研单位开展MW级PEM电解水制氢装置的研究与开发，并依托自身在科技创新、装备制造、市场推广等方面的优势，形成了在质子交换膜、气体扩散层等核心材料，和膜电极等关键部件，以及大容量PEM电解水制氢装置的核心竞争能力。所开发的制氢装置相关技术指标已达到国际先进水平、国内领先。大标方PEM电解槽技术方面的进步，保持和巩固了华电科工在此方面的国内领先地位。

　　本次下线的“华臻”3300Nm3/h碱性电解槽具有高电流密度、高能源利用效率、高抗逆向电流特性。产品运行电流密度≥6000A/m2，较常规千方级电解槽电流密度提升约100%，槽体质量较3台1000Nm3/h电解槽减少约50%；在满负荷工况下，电解槽直流电耗≤4.4kWh/Nm3；电解槽负荷调节范围20%-110%。整体性能指标实现跨越式提升。

　　“华臻”3300Nm3/h碱性电解槽采用大面积电解小室结构，实现电解槽轻量化，完全适应可再生能源的波动性，可通过大数据平台实现全生命周期管理。该电解槽采用一体化高性能电极材料，有效降低了两侧电极反应的过电位，提升了电解槽对绿电波动柔性制氢工况和停机抗逆向电流冲击的耐受性；采用高亲水性和高隔气性的碱性隔膜材料，使得离子更易于在隔膜中迁移，减少了离子传输过程中的阻力和能量损耗，降低了隔膜电阻，提高了能源的利用效率。

　　同期启用的2.5兆瓦PEM电解槽实证平台，是目前行业功率最大的PEM测试平台，对氢能行业兆瓦级电解槽测试和验证能力发展具有重要意义，将为我国大功率PEM电解槽产品研发和技术更新提供坚实的基础。

　　彭苏萍认为，2.5兆瓦PEM电解槽实证平台的落成，标志着我国在大功率PEM电解水制氢设备测试方面迈出了关键一步，填补了国内空白，为后续技术研发提供了坚实的数据支持。

　　从国际视野看，此次发布的500Nm3/h PEM电解槽不仅是当前同类型产品中产氢量最大的电解槽，其高电流密度、低直流能耗及宽负荷调节范围等特点更是树立了行业标杆，性能达到国际先进水平；此次发布的3300Nm3/h碱性电解槽，以超高的电流密度实现设备轻量化设计，大幅降低了设备成本，在可再生能源调峰场景中将发挥不可替代的基础作用。

　　以此看来，华电科工不仅掌握了碱性电解槽隔膜和PEM电解槽质子交换膜、膜电极等核心技术，还积极推动产学研用深度融合，构建了一个开放共享、协同创新的良好生态系统。

　　华电科工以可再生能源开发及利用，科工产业研发、制造、工程总包、系统集成、投资运营能力为依托，以科技开发、装备制造、工程服务、运营管理、检验检测服务为路径，推进“绿氢”应用在交通、冶金、化工、能源等领域深度脱碳，构建以氢能为核心的现代化、低碳化新型能源体系。