基于绿氢项目采购需求的增加，行业内电解水制氢设备企业加快了研发投入步伐，碱性电解水制氢设备新品推出此起彼伏，向大标方跃进速度极快。高工产研氢电研究所（GGII）调研数据显示，目前国内推出1000标方及以上大标方电解水制氢设备的厂商超过25家。

为何国内碱性电解水制氢设备企业扎堆推出单体大型化电解槽？现阶段电解槽向单体大型化方向发展在技术上还存在哪些挑战？

（本文来源：微信公众号 高工氢电 ID：weixin-gg-fcev）

【资料图】

单体大型化进阶

高工氢电梳理发现，过去多年在国内碱性制氢设备市场占据主导地位的三家企业——中船重工718所、天津大陆制氢和考克利尔竞立，在近几年率先推出了单槽产氢量在1000Nm³/h以上的碱性电解水制氢设备产品。

2021年，中船重工718所下属的中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司生产的首台每小时产气量1000m³型电解槽成功交付冬奥会；考克利尔竞立也生产出了国际首套产氢量1200Nm³/h、1300Nm³/h碱性电解水制氢设备。

除了这些老牌企业以外，新势力也在大标方产品上奋起直追。比如隆基氢能、扬州吉道能源、瑞麟科技在2021年末、2022年初这段时间，相继推出了1000Nm³/h以上的碱性电解槽。

2022年4月，国富氢能首套1000Nm³/h碱性电解槽顺利下线；7月，中国华电首套1200Nm³/h碱性电解槽产品下线；8月，奥扬科技正式下线1200Nm³/h碱式电解水制氢装备；9月，双良新能源首套1000Nm³/h绿电智能制氢系统下线；10月，苏州希倍优1400Nm³/h制氢系统在苏州生产基地装车发货。

同样在10月，明阳智慧全球最大单体碱性水电解制氢装备在广东成功下线，单体产氢量可达1500-2500Nm³/h；12月，中船(邯郸)派瑞氢能单台2000立方制氢设备下线，是全球首台套2000Nm³/h型碱性水电解制氢装备。

中船(邯郸)派瑞氢能副总工薛贺来告诉高工氢电，近年来绿氢项目的爆发式增长，带动了电解水制氢设备市场需求大量增加。目前企业纷纷推出大型化单体槽制氢设备，主要是从降低成本方面来考虑。制氢项目采购大型化单体槽制氢设备的成本，相对而言要比采购同等产量多台套设备的成本低。

做好制氢系统的稳定性很关键

从发展历程来看，碱性电解水技术在20世纪前后，就开始实现了工业化应用，目前已成为发展最成熟、商业化程度最高的电解水制氢方式。但生产碱性制氢设备门槛并不低，尤其是涉及到1000标方大设备的规模化、工程化应用，对设备企业的工程经验、系统集成能力、产品迭代升级能力都有要求。

瑞麟科技董事长助理马震告诉高工氢电，碱性电解槽在单位时间内产氢量与电解槽的体积大小（包括电解小室数、电极面积等）和电解槽的运行电流密度有关。

因此，目前提高碱性电解槽单位产能的主要方法有两种，要么增加电解小室的数目或者增大电解小室的直径；要么提高现有电解槽运行的电流密度。

电解槽向1000标方以上发展，如果在不改变电解槽运行电流密度的情况下，通过多个电解小室单元依次叠加来提升单槽产量会造成槽体长度过长，导致电解槽体积过大、安装不便，电解槽的气密性差、电解槽中部下沉等问题；而在电解槽体积保持不变的情况下，提高电流密度，会使电解小室电压上升，从而带来单耗的提高，增大了设备的运行成本。

无论是通过扩大电解槽的体积大小还是增加运行电流密度，都对设备制造企业有着严苛的技术要求。一旦制作工艺不成熟，电解槽的气密性不达标，导致易燃气体泄漏，就可能引发灾难性的后果。

因此，电解槽单体的产氢量越大，在制造工艺技术的难度也越大。碱性电解水制氢设备如何在可再生能源规模化电解水制氢生产中时，实现“大规模、低能耗、高稳定性”三者的统一？为了平衡投资成本和运行成本，国内产学研机构及企业在提电密、提能效、保安全等方面进行了研发。

例如，天津大陆制氢研发出了电阻更低、阻气性能更好的隔膜，以及抗蠕变性更好的电解槽垫片等新材料，提升了电解槽性能；考克利尔竞立采用自主研发的零接触电阻电极结构，在提升工作电流密度的同时维持了能耗，可为客户节省投资成本。

一家碱性电解水制氢设备企业的生产负责人向高工氢电透露，在高电流密度下，公司产品使用的催化剂能够增加小室电化学反应的速率，从而降低小室电压，起到降低能耗的效果。

高工产研氢电研究所（GGII）提醒，目前制氢市场十分火热，企业争相开发大型化制氢设备。行业关注的人多、资金投入大，一定程度上会促使行业技术进步，但是技术的发展需要时间和验证过程。

新的产品设计不能代表设备的真实能力，设备的性能还需要进行严苛的试行验证，一旦示范项目的制氢设备发生泄漏爆炸，对整个行业的影响都是巨大的。