在能源需求增加和自然资源匮乏的背景下,氢能技术被视为能源转型的新希望。氢气既是化学工业的关键原材料,也可作为一种无碳燃料,用于工业、交通领域。“绿色制氢”指利用可再生能源发电,通过水电解制得氢能。这是一种绿色、清洁的能源生产方式,可以实现能源生产的“去碳化”。然而,相比大部分工业制氢采用的碳基能源(例如甲烷)蒸汽重整工艺,绿色制氢的成本居高不下。尽管利用可再生能源发电的成本较低,但电解槽的投资成本相对高昂。
离子交换膜是电解槽的核心部件,对电解效率和电解可靠性至关重要。目前,赢创成功开发了一种新型阴离子交换膜(AEM),有望突破绿色制氢的现有瓶颈。“凭借这一创新膜技术,我们希望实现绿色制氢的商业化,并使其具备经济效益和高效率。”赢创战略创新部门 Creavis,负责膜技术创新的Oliver Conradi 表示。
与 AEL 或 PEM 工艺相比,赢创的阴离子交换膜(AEM)电解结合了两者的优势。AEM 电解槽的结构与 PEM 相似:由离子传导塑料制成的膜(又称离聚物)将电极分隔于膜的两侧。电极同样由离聚物制成,并掺入催化剂颗粒。“与 PEM 不同的是,AEM 的电解槽可以依靠镍基等非贵金属催化剂,从而有效减少材料成本。”Conradi 说。同 AEL 工艺,AEM 的反应将在碱性的环境中进行。水在阴极被电解,并生成氢气。AEM 电解技术的其他特点还包括可承载高电流密度、效率高、灵活性强。
赢创的目标是开发整套电解系统,从而实现可再生能源大规模制氢。为此,公司正与其他伙伴积极展开合作。在这一名为 CHANNEL 的研究项目中,包括电解槽开发商Enapter、能源公司壳牌,德国于利希研究中心、挪威科技工业研究所在内的企业和研究机构将基于赢创的膜技术,设计、搭建并测试 AEM 电解系统。相关技术验证模型有望在 2022 年推出。而在中国,这一技术也引起了不少兴趣。目前,赢创正积极寻求本地合作伙伴,推进相关研究进程。
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