一、現(xiàn)狀電解水存在的問題以及改善方向

1、盡管堿性電解水是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但在以下方面存在問題或挑戰(zhàn)：

• 設(shè)計用于全天候穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 ，
• 動態(tài)運(yùn)行挑戰(zhàn)巨大（需要低成本電子/能源系統(tǒng)集成） ，
• 功率密度低（降壓能力有限），
• 尤其是在動態(tài)運(yùn)行情況下不了解其衰減情況。

• 再現(xiàn)性以及標(biāo)桿管理
• 探索優(yōu)化的運(yùn)行策略，量化耐久性的影響因素，

• 最高和最低負(fù)載的操作條件（負(fù)載調(diào)節(jié)能力的限制是經(jīng)濟(jì)型的重要因素）。
• 啟動/關(guān)閉對其影響以及耐受程度。

• 實(shí)現(xiàn)更高的工作電流密度(更低的電池（cell）電阻，工程化應(yīng)用的隔膜)
• 降低最低工作負(fù)載（降低氣體交叉，工程化隔膜的應(yīng)用）
• 提高效率（改進(jìn)催化劑和隔膜）
• 改進(jìn)耐久性（緩解降解的策略）
• 提高作業(yè)壓力（電堆操作策略以及工程化的隔膜）
• 系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)性分析（系統(tǒng)設(shè)計、運(yùn)營策略、氫氣平準(zhǔn)化成本）

二、研究原型機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成簡介

1. 電堆模組：

   4 X 2.5 MW 電堆

   電氣BOP系統(tǒng)
   

   KOH子系統(tǒng)
   

   氣體處理系統(tǒng)

2. 高壓變壓器
   
3. 補(bǔ)水系統(tǒng)
   
4. 氣體純化系統(tǒng)
5. 冷卻水系統(tǒng)

    

• 膜電極組件(MEA)

• 隔膜：ZrO2 隔膜 (Zirfon)
• 析氧側(cè)（OER）側(cè)陽極催化：雷尼鎳 Raney Ni (Ni-Al)
• 析氫側(cè)（HER）側(cè)陰極催化：鉬摻雜雷尼鎳 Mo-doped Raney Ni (Ni-Al-Mo)
• 電極極框：不銹鋼鍍鎳

• 陽極氧氣PTL層：燒結(jié)多孔鎳
• 陰極氫氣PTL層：燒結(jié)多孔鎳
• BP（雙極板）：不銹鋼鍍鎳
• 集流板：不銹鋼鍍鎳
• 端板：不銹鋼

   

• 變壓器
  
• 整流器

• 水泵
  
• 水純化裝置
  
• 蓄水裝置
  ?

• 電解質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)（泵）
  
• 電解質(zhì)冷卻系統(tǒng)（換熱系統(tǒng)）
  ?

• 陽極氫氣-水分離器
  
• 氫氣冷卻
  
• 氫氣洗滌
  
• 陰極氧氣-水分離器
  
• 氧氣冷卻器
  ?

• 氫氣緩存罐
• 氫氣還原劑（脫氧劑）
• 氫氣TSA干燥機(jī)
• 氫氣壓縮單元（選配）

• 壓縮機(jī)組
• 干冷機(jī)

   

1、基于物理模型的建立來了解一些限制現(xiàn)象以及一些敏感性分析

2、利用電壓擊穿法確定各環(huán)節(jié)的貢獻(xiàn)度

3、激活程序影響

4、零間隙和有限間隙影響

• 特別是在高電流下，由于高通量比的增加，有限間隙即使在很小的間隙下也表現(xiàn)不佳。
• 調(diào)節(jié)氣泡傳輸路徑將是改善有限間隙性能的一種潛在方法。

來源：氫眼所見

END?

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