當前,AEM電解水制氫技術正在成為 "世界上最好的 綠氫生產方式”。它結合了堿性(ALK)電解水制氫技術和質子交換膜(PEM)電解水制氫技術的優點,同時解決了它們在成本、效率以及壽命等方面的諸多問題,具體有以下優勢:
高效:AEM制氫電解槽可以實現高效的水電解和NaOH的生產,同時還可以生產高純度的氫氣和氧氣。
環保:AEM制氫電解槽不需要使用酸或堿來調節電解液的pH值,因此可以減少廢水和廢氣的排放。
經濟:AEM制氫電解槽可以實現低成本的NaOH生產,同時還可以生產高純度的氫氣和氧氣,具有廣泛的應用前景。
可控性:AEM制氫電解槽可以通過調節電解液的成分和溫度來控制電解反應的速率和產物的選擇性,具有良好的可控性。
同時,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 (PFAS),比如穩石氫能和北京未來氫能開發出的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定性,從而保證了AEM電解槽的效率和穩定性。
現階段,綠氫市場均看好AEM制氫未來的發展,其中,臥龍集團、穩石氫能、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、泰極動力、水沐氫華、北京動氫新能、安徽聚石氫友、嘉膜科技、泰極動力等國內企業(排序不分先后)均已布局AEM電解槽市場。
據全球氫能不完全統計,2024年上半年布局AEM電解槽的企業有超20項核心進展,國內有10家以上的企業具備AEM電解槽的生產能力,部分企業如穩石氫能、億緯氫能、泰極動力等企業已經具備AEM電解槽的出貨能力,同時也有部分PEM及ALK電解槽企業積極布局AE電解槽領域,成立專項的研發團隊,商業化的AEM電解槽及系統開始推向市場。
2024年來,國產AEM電解槽產業化加快突破的腳步。
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”)方面取得重大技術突破,這將引領全球綠氫生產成本邁入1美元/kg時代。該項新技術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交通領域的推廣和應用,加速推動全球脫碳。
3月26日, 億緯氫能發布了業界首款100kW的AEM電解槽產品。該100kW AEM電解槽具有出色的電解水制氫效果,其負載調節范圍更是達到了10~120%,可根據實際需求靈活調動,實現最佳的能耗比。工作電流密度達到10000A/m2,運行壓力可達1.6 MPa,使用自主研發的膜電極體系實現高效制氫。該款產品關鍵的非氟AEM隔膜材料完全由億緯氫能自主研發和生產。
4月18日,無錫德林海零碳科技有限公司(簡稱“德林海”)發布了全球首創1Nm3/h 22MPa AEM電解槽,這款電解槽能夠實現在6-22MPa壓力下的長期穩定運行,其高壓力特性是普通AEM電解槽的十倍以上,引起了業界的廣泛關注。高壓電解槽不僅提高了綠氫的生產效率,還減少了電解水過程中對下游壓縮機的依賴,降低了壓縮過程中的能耗和設備投入成本,為AEM制氫技術的發展和應用開辟了新道路。
5月11日,億緯氫能國內首套AEM制氫系統發貨湖北金泉,正式開啟AEM工業化應用。
6月消息,穩石氫能全球首臺單槽1兆瓦AEM電解水制氫系統即將誕生,通過新技術、新工藝實施以及產能效應釋放,將在2024年四季度完成單槽1兆瓦AEM系統并發布。基于對高強度陰離子膜的研究積累,穩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,同年推出10kW電解槽系統。基于對可控彈性支撐層、熱固化催化劑和密封的突破,2024年二季度中完成單槽250kW測試驗證。
7月消息,奧揚科技發布了搭載核心自研技術的AEM制氫裝備。該產品采用非貴金屬催化劑,設備本身成本較低;運行直流能耗4.3kWh/Nm3H?@1A/cm2,負荷范圍寬、響應速度快,可以良好勝任可再生能源調峰任務;制取的氫氣純度高,儲能效率業內領先;其采用的陰離子交換膜化學穩定性和機械穩定性皆高于陽離子交換膜,使得使用壽命進一步延長。
8月7日,驟宇新能源在嘉定舉辦2024年新品發布會,公司自主研發的AEM制氫設備—LUMINOUS 10(星璨)正式對外發布并開啟預訂。
8月8日,億緯氫能重磅發布了“悟空”AEM制氫系統, “悟空”制氫系統產品采用自主研制生產的膜電極,電流密度達到10000A/m2,額定工況下,直流能耗為4.5kW·h/m3,出氫壓力可達1.6MPa,載荷能力覆蓋10%~120%。同時,“悟空”制氫系統產品另一大特色是采用模塊化堆疊化設計,標準制氫模塊采用5 kW AEM電解槽,可據需求配置電源系統、供水系統、干燥系統,構成機柜式系統或集裝箱式系統。支持定制化服務,可提供整體解決方案,適用于1-200Nm3/h的多元化用氫場景。[相關閱讀:億緯氫能“悟空”系列AEM制氫系統重磅發布]
9月12日,穩石氫能宣布正式中標全球首套單系統1.25MW-AEM(陰離子交換膜)電解水制氫項目,刷新了目前全球最大單系統功率AEM制氫項目的紀錄,同時也開啟了國內兆瓦級AEM商業化應用示范,這標志著AEM電解水制氫技術的產業化進入了新的階段。[相關閱讀:穩石氫能:中標全球首套單系統1.25MW AEM電解水制氫項目]
9月28日,億緯氫能“高原AEM制氫項目實驗基地”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布了國產首臺兆瓦級AEM水電解制氫設備——AEM Nexus 1000,開創AEM大標方制氫系統之先河。
整體來看,AEM還是一項前沿技術,大規模商業化的探索也不過剛剛開始。隨著氫能產業的發展與產業化進程的推進,未來AEM或能攻克相關技術難題,兼具高效能與低成本的制氫技術或將實現全面推廣。