LAUDA ECO 在PEM電解槽制氫實驗中的應(yīng)用

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源。20世紀(jì)70年代，為了擺脫對進口石油的依賴，美國提出了“氫經(jīng)濟"的概念，認(rèn)為未來氫氣能夠取代石油成為支撐全球的主要能源。

根據(jù)制氫過程的碳排放強度，氫被分為“灰氫"“藍(lán)氫"和“綠氫"。其中，“綠氫"的制取方法是通過可再生能源發(fā)電，進行電解水制氫，這種制氫方式在過程中沒有碳排放，是主要的發(fā)展方向。

電解水制氫，是在直流電的作用下，通過電化學(xué)過程將水分子分解，分別在陰、陽極析出，產(chǎn)生氫氣。電解水制氫目前主要有三種技術(shù)路線：堿性電解 (AWE) ，質(zhì)子交換膜 (PEM) 電解，以及固體氧化物 (SOEC) 電解 。其中，PEM 電解水制氫的效率較高，技術(shù)較成熟，是當(dāng)下主流的，較有前景的電解水制氫技術(shù)。

PEM 電解槽作為 PEM 電解水制氫的關(guān)鍵裝備，在制氫系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位，影響著制氫系統(tǒng)的總成本。

下圖中，研究人員正在對 PEM 電解槽進行基礎(chǔ)研究。圖中是一個四通道試驗臺，可同時對四個 PEM 電解槽進行測試，在測試過程中，研究人員可以獲得有關(guān)電流密度分布、動態(tài)操作行為和氣體純度的可靠數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行評估。

根據(jù)電解水制氫的熱力學(xué)反應(yīng)原理分析，電解水制氫為非自發(fā)的吸熱過程，操作溫度的選取對于電解槽的能耗具有顯著影響，提高操作溫度可以降低能耗。但在實際應(yīng)用中，電解水制氫操作溫度的選取，除了考慮能耗，也需要考慮電解槽零部件材料的耐受溫度，故通常反應(yīng)溫度在 80℃ 左右。

所以，用于電解槽控溫的恒溫器需要保持 80±0.1 ℃ 的恒定溫度，并能夠在無人值守的情況下連續(xù)運行；同時還需要以太網(wǎng)接口，用于遠(yuǎn)程啟動程序和記錄數(shù)據(jù)；以及搭配兩個溫度傳感器，用于確定電解槽輸入端和輸出端的液體溫度。

在圖中的四通道試驗臺上，LAUDA 為每個 PEM 電解槽搭配了一臺 LAUDA ECO E 4 S 恒溫器。ECO E 4 S 工作溫度范圍 20-200℃，溫度穩(wěn)定性0.01K，加熱功率最高至2.0kW，具備以下特點，符合試驗要求。

目前，研究人員正在建造一個 8 通道試驗臺，并計劃在將來建造一個 40 通道試驗臺，關(guān)于如何連接 40 個 PEM 電解槽和恒溫設(shè)備， LAUDA 已與研究人員進行了探討，并初步制定了一個創(chuàng)新解決方案。作為溫控設(shè)備行業(yè)專家，LAUDA 始終熱衷于和用戶交流，根據(jù)用戶的實際需求，制定可靠的合作方案。

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