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【原创】考克利尔竞立杨成玉:碱性水电解制氢设备“升级”路径
考克利尔竞立 文章来源自:高工氢电网
2021-12-29 10:06:39 阅读:6627
摘要单体碱性制氢设备的大型化是否必要?是不是设备越大越有利?碱性制氢设备如何做到大型化?多台电解槽对一套气液分离器和一套纯化装置的做法的可行性在哪里?
近年来,随着氢能源的进一步发展,电解制氢设备大型化、集约化被逐渐提上仪式日程。单体碱性制氢设备的大型化是否必要?是不是设备越大越有利?碱性制氢设备如何做到大型化?多台电解槽对一套气液分离器和一套纯化装置的做法的可行性在哪里?

 
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在2021高工氢电年会,考克利尔竞立技术总监杨成玉发表了“碱性水电解制氢设备之大型化、集成化发展与思考”的主题演讲。杨成玉表示,碱性制氢设备大型化、集成化、多对一应用的研究意义在于:在日益增长的能源氢气需求前提下,能更好地满足用户需求,更好地节省场地,节约设备制造成本。
 
碱性制氢设备在大型化的同时,要做到多对一形式的集成化、模块化已是势在必行。凭借多年碱性制氢设备研发制造经验积累,考克利尔竞立主动推出了制氢设备大型化、集成化、多个项目的电解槽多对一方案,从实际应用和具体实践上做出了最好的诠释。
 
从设备大型化来看,考克利尔竞立通过采用新型的结构和新材料,成倍提高电流密度,开创行业单台产氢1000m³/h水电解制氢设备先河,并在市场上得到了充分认可。  
 
在大规模可再生能源制氢需求推动下,考克利尔竞立又为2022年北京冬奥会提供了产氢量1200m³/h的碱性水电解制氢设备,还为中国最大电力供应商之一的华能集团提供产氢量1300m³/h的碱性水电解制氢设备,不断地打破世界记录。  
 
尤其是1300Nm³/h电解槽技术“惊艳”行业,其由考克利尔竞立与华能清能院、华能四川公司、华能四川氢能公司联合研制,从概念设计到今天的成功下线,仅用了不到3个月的时间,在大型、高电流密度、压力型碱水电解槽关键技术研发、核心部件设计、全系统组装集成等方面开展点、面、体三维创新:  
 
突破了高效催化剂合成的关键“点”,构建了新型镍基多元合金催化层,有效提升了工作电流密度,降低了析氢电位;突破了三相关键界“面”的解析与结构优化,颠覆了传统极板流场结构,优化了电解小室横纵维度空间布局,实现了热量、物质的高效传递;突破了大型高电密电解槽的整“体”可靠组装,提升了电解槽的高压密封性、性能均一性和运行可靠性。  
 
“接下来,公司还将研制出产氢量突破3000m³/h的碱性水电解制氢设备,在设备大型化上更上一层楼。”杨成玉表示,同时为了降低运输成本、占地成本以及优化远程调控等方面有更大的突破,为客户提供更安全、更高经济效益的设备,公司正在持续地推出N对1模块化的设备系统。  
 
比如应用于宝丰能源项目的产品,采用了2个电解槽对应1个电源、气液分离、控制系统框架;为国内某顶尖一流高校提供了4个电解槽对应1个电源、气液分离、控制系统框架;未来公司会有更多8对1乃至N对1的模块化设备系统推向市场。
 
此外,为了适应可再生能源制氢波动性的特征,考克利尔竞立出厂的设备都能保证调节范围在20%-100%,比如给2022年冬奥会项目的设备甚至能够保证在20%-135%。该设备还采用了全新的无接触电阻组合高活性电极,将接触式导电改变为电极直接导电,消除了接触电阻的影响,可实现每平方米超过4000A的槽体电流密度,有效降低了单位产气能耗,同时也能有效降低设备投资。  
 
杨成玉透露:“目前公司已经展开了深入研究,主要是减少接触电阻、优化电极材料、提高电流密度、降低能源消耗。现在已从2000A/的电流密度做到4000A/,下一步的目标是往6000-8000A/去做。”  
 
在降低能耗方面,考克利尔竞立制氢设备产品也具备明显优势,目前竞立设备能耗基本都在4.3kW·h/m³。由竞立牵头制定的《水电解制氢系统能效限定值及能耗等级》是目前国家强制性标准,该标准将设备的能耗等级分为4.3kW·h/m³、4.6kW·h/m³、4.9kW·h/m³。竞立能够有资格牵头制定国家标准,设备能耗也能达到标准的一级水平,足见其产品技术的专业性及品牌的公信力。  
 
考克利尔竞立由在制氢设备领域沉淀近30年的苏州竞立制氢设备有限公司苏州竞立与比利时考克利尔集团两大实力派于2018年12月注册成立。考克利尔竞立在次年便实现销售约60MW,2020年达到108MW,2021年初至今已完成280MW。 
 
当前在双碳目标牵引下,国内绿氢发展呼声日渐高涨。今年以来,大型能源企业及上市公司纷纷上马绿氢项目,如中石化、国电投、华能集团、中石油等,其他领域企业如晶科能源、亿利集团、协鑫集团等也纷纷宣布入局绿氢领域。不仅如此,国外绿氢行业也在快速发展当中。与之相应,全球水电解制氢设备市场开始出现“井喷”。  
 
考克利尔竞立凭借强大的碱性水电解制氢设备产品技术,以及在氢能领域推出了很多极具代表性的示范项目,取得了很多突破性的成绩,抢占了此轮水电解制氢设备市场扩张的上风,成为了绿氢行业的先锋企业。


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