以往的制氫裝備均應(yīng)用在多晶硅、電廠等場景，例如某多晶硅廠，氫氣主要應(yīng)用于多晶硅還原爐的還原氣體，制氫站是按照 2 萬噸多晶硅的產(chǎn)能設(shè)計，所以用氣量很多情況多晶硅產(chǎn)能較為穩(wěn)定，且用電來自電網(wǎng)，制氫裝備多數(shù)情況處于 60%負荷運行，氫氣儲罐壓力主要維持在 0.9－1.2MPa 之間。針對光伏制氫系統(tǒng)，由于光伏發(fā)電的間歇波動特性，制氫裝備需要考慮供電的不穩(wěn)定性，對制氫裝備帶來了全新的挑戰(zhàn)。如何評價光伏制氫系統(tǒng)需要進行全新的定義，例如：初始響應(yīng)時間、總響應(yīng)時間、比較大斜坡速率、比較低工作點、冷啟動時間、熱啟動時間、關(guān)機時間等等。PEM電解槽的單位成本仍然遠高于堿性電解槽。河北pem電解水制氫優(yōu)點

在直流電作用下，水分子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣和氫氧根離子（OH–），氫氧根離子在電場和氫氧側(cè)濃度差的作用下穿過隔膜到達陽極，在陽極一側(cè)發(fā)生析氧反應(yīng)，生成氧氣和水。電解槽裝配時浸沒在高濃度（20%~30%）的KOH 溶液中，此時離子電導(dǎo)率比較大，主要缺點是電解液具有腐蝕性，NaOH 和NaCl 溶液也可作電解液，但不常用。堿槽的電解池分成兩個電極，電極將氣密隔膜分開。由于隔膜的阻礙，氫氣和氧氣不會通過隔膜混合在一起，但是電解液卻可以通過隔膜進入另一側(cè)。制氫系統(tǒng)運行時，氫氣和堿液的混合液以及氧氣與堿液的混合液分別經(jīng)過氣水分離器，將氣體和溶液分離，堿液回流至電解槽，氫氣和氧氣分別進入純化裝置提純后進行收集。包頭工業(yè)電解水制氫設(shè)備企業(yè)在未來的研發(fā)中，制氫設(shè)備不斷迭代升級，有望在能源轉(zhuǎn)型和氫能產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更為重要的作用。

陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM)AEM是較為新興的電解水制氫技術(shù)，尚處于研發(fā)階段。備受關(guān)注的原因是其采用陰離子交換膜作為電解質(zhì)，將ALK的低成本和PEM簡單、高效的優(yōu)點相融合。現(xiàn)階段的研究重點陰離子交換膜材料開發(fā)和機理研究，主要以國外大學(xué)，國家實驗室等科研機構(gòu)主導(dǎo)（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其與PEM的根本區(qū)別在于將膜的交換離子由質(zhì)子換為氫氧根離子。氫氧根離子的相對分子質(zhì)量是質(zhì)子的17倍，這使得其遷移速度比質(zhì)子慢得多。AEM的優(yōu)勢是不存在金屬陽離子，不會產(chǎn)生碳酸鹽沉淀堵塞制氫系統(tǒng)。AEM中使用的電極和催化劑是鎳、鈷、鐵等非貴金屬材料，且產(chǎn)氫的純度高、氣密性好、系統(tǒng)響應(yīng)快速，與目前可再生能源發(fā)電的特性十分匹配。但AEM膜的機械穩(wěn)定性不高，AEM中電極結(jié)構(gòu)和催化劑動力學(xué)需要優(yōu)化。AEM電解水技術(shù)處于千瓦級的發(fā)展階段，在全球范圍內(nèi)，一些研究組織/機構(gòu)正在積***力于AEM水電解槽的開發(fā)，為了擴大這項技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，仍然需要一些創(chuàng)新與改進。

電解液的電阻受多種因素的影響。首先是電解液的種類和濃度。例如，在堿性電解液中，氫氧化鉀（KOH）濃度的變化會改變電解液的導(dǎo)電性。一般而言，濃度越高，離子數(shù)量越多，導(dǎo)電性越好，電阻越小，電壓損耗也會相應(yīng)降低。但是過高的濃度可能會導(dǎo)致其他問題，如腐蝕電極等。其次是溫度。溫度升高，電解液中離子的運動速度加快，離子遷移率增加，使得電解液的電阻減小。例如，當溫度從20℃升高到80℃時，氫氧化鉀電解液的電阻會降低，從而減少電壓損耗。另外，電解池的幾何結(jié)構(gòu)也會影響電壓損耗。電極間距越大，離子傳輸?shù)木嚯x越長，電解液的電阻就越大，電壓損耗也就越大。同時，電解池的形狀、電極的大小和排列方式等也會對電解液的電阻產(chǎn)生一定的影響。國內(nèi)利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項目也相對偏少。

現(xiàn)在世界上每年消耗的氫氣在5000萬噸左右，其中96%來自化石能源，*4%來自電解水，而且所用的電也并非全部來自可再生能源。綠氫是統(tǒng)籌解決全球氣候變化、能源安全與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要措施，伴隨著以綠色低碳為特征的能源產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變革在世界范圍內(nèi)興起，綠氫發(fā)展將不斷加速。發(fā)展綠色氫能也是促進我國實現(xiàn)“雙碳”目標，加快我國發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型的強勁動力。主要表現(xiàn)在：能源維度：利用本土可再生能源制氫，降低化石能源進口依賴，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提升能源自給與穩(wěn)定性。環(huán)境層面：助力各行業(yè)脫碳，尤其助力高排放行業(yè)達成碳中和，減少污染排放，改善大氣質(zhì)量。經(jīng)濟領(lǐng)域：催生產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)新興產(chǎn)業(yè)，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)低碳升級，創(chuàng)造大量就業(yè)崗位，促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。技術(shù)方面：激發(fā)多領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，增強自主創(chuàng)新力，利于國際合作交流，提升國際能源領(lǐng)域話語權(quán)。電解水制氫系統(tǒng)的性能指標主要包括制氫效率、氫氣純度、能耗以及設(shè)備壽命等。唐山專業(yè)電解水制氫設(shè)備

中國已有超過百個在建和規(guī)劃中的電解水制氫項目，涵蓋了石油煉化、化工合成、鋼鐵冶煉和交通等多個領(lǐng)域。河北pem電解水制氫優(yōu)點

雖然堿性水電解工業(yè)化比較成熟，但其缺點也很明顯，首先，效率低，即使有隔膜的存在，陽極生成的氧氣也會擴散到陰極，擴散到陰極的氧氣又被還原成水，使得電解效率變低，而且穿越到陰極的氧氣會帶來很嚴重的安全隱患。其次，電解器能承受的電流密度有限，因為液體電解質(zhì)和隔膜存在，使得電解器難以在高電流密度的條件下運行。再次，由于采用液體電解質(zhì)，高壓條件下運行也難以實現(xiàn)，不利于運行管理。雖然堿性電解水技術(shù)有明顯的不足，但是其應(yīng)用成本低，仍是工業(yè)應(yīng)用中的重點。目前越來越多的精力去研究開發(fā)堿性條件下的固體電解質(zhì)聚合物薄膜代替溶液電解質(zhì)和隔膜，實現(xiàn)堿性離子隔膜水電解（AEMWE，anion exchange membrane water electrocatalysis），能有效彌補傳統(tǒng)堿性水電解的不足。河北pem電解水制氫優(yōu)點