图解四种电解槽系统.docx

图解四种电解槽系统碱性电解槽以其稳健性和低成本著称，PEM电解槽因其高效性而备受关注，SOEC凭借热能利用的高效性成为未来工业应用的强劲选手，而AEM则作为一项新兴技术，有望在未来取得突破。每种技术都有其独特的优势和挑战，适用于不同的应用场景和需求。以下是对碱性电解槽、PEM电解槽、AEM电解槽和固体氧化物电解槽(SOEC)技术的介绍：1、碱性电解槽系统碱性电解槽技术是一种成熟且稳健的方法，它通过循环KOH电解液来实现水的电解。这种系统需要特殊的泵装置来维持效率，因为电解液在堆栈组件的进出过程中会产生压降。尽管这种压降通常不会影响超过0.1%的堆栈功耗,但不同制造商的产品可能会有不同的表现。在系统外部，生成的气体通过气-水分离器与KOH溶液分离，KOH/水回流到堆栈，而水相和气相则分别从底部和顶部移除。水管理系统负责调节每个气体分离器的填充液位，并需要考虑水通过隔膜的渗透问题。2、PEM电解槽系统PEM电解槽系统以其高效性而备受关注，它通常仅在阳极侧需要循环泵、换热器和压力控制监测装置。阴极侧则包括气体分离器、脱氧组件、气体干燥器以及最终的压缩步骤。PEM系统的优势在于其简单性，以及提供大气压、差压和平衡压力操作的灵活性，这有助于降低系统的复杂性和维护成本。PEM膜允许在差压下运行，通常在30至70bar的压力范围内。3、AEM电解槽系统AEM电解槽系统设计与PEM电解槽类似，但由于技术尚未完全成熟，关于高差压操作的挑战仍需进一步解决。AEM电解槽技术结合了碱性电解水技术和PEM电解水技术的优点，具有更快的响应速度和更高的电流密度，同时制造成本更低。然而，AEM技术面临的挑战包括膜和电极的耐久性和稳定性有限，电流密度较低，并且也需要较高纯度的水来防止膜降解。4、固体氧化物电解槽系统(SOEC)SOEC技术在高温下进行水的电解，是一种吸热反应。这种高温操作减少了能量需求，并可用于高温条件下的水分解反应。SOEC适合与工业废热或太阳能热发电结合使用，因为它可以与热能技术结合,增加系统效率。SOEC电解槽在能源转化效率和二次能源回收利用方面具有显著优势，但需要在技术优化、降低成本和解决高温环境下的运行维护问题等方面持续努力。