AEMEC(陰離子交換膜電解水)作為一種新型的電解水制氫技術,電流密度相對較高,可以降低能耗和設備成本,同時其離子交換膜具有選擇透過性,能夠有效地分離氫氣和氧氣,避免ALK電解水制氫中需要使用昂貴的氣體分離設備的問題。
AEM制氫結合了ALK制氫和PEM制氫兩大技術的優點,不僅可以在堿性的工作環境中使用非貴金屬催化劑,對極板等各類零部件的要求不高,可使用鍍鎳的不銹鋼板,同時還具備類似于PEM膜電極的結構,可實現高壓制氫。因此,AEM可以實現低成本、高電密,被稱為第三代電解水技術。
現階段,綠氫市場均看好AEM制氫未來的發展,其中,臥龍集團、穩石氫能、億緯氫能、北京未來氫能、中電綠波、泰極動力、水沐氫華等國內企業(排序不分先后)均已布局AEM電解槽市場——
臥龍集團
臥龍集團作為全球主要電機及驅動解決方案制造商,目前臥龍集團正大力發展光伏、風電、儲能、氫能、電動交通等業務。現階段,臥龍集團已為不同功率范圍的電解槽開發了電源系統并提供新能源制氫系統解決方案。此外,臥龍在泵和風機的應用領域擁有豐富的經驗和歷史積累,這些都是制氫系統的重要輔機設備。
8月7日,臥龍集團與Enapter AG簽署戰略合作協議。雙方將向多個中國客戶交付5MW多芯系統以及約130臺小型單芯電解槽(AEM電解槽EL4.0),這些電解槽計劃用于不同場景的示范項目。臥龍和Enapter計劃共同打造在中國具有競爭力的模塊化制氫解決方案,逐步提高在 AEM 水電解制氫領域市場份額。
穩石氫能
深圳穩石氫能科技有限公司(簡稱:穩石氫能)專業從事陰離子膜電解水制氫離聚物研發,從膜、催化劑、膜電極到控制系統等可實現100%自主知識產權和自主產線。目前,穩石氫能設有催化劑、膜電極、電解槽等實驗室,擁有電堆測試等裝備,核心成員平均擁有30年以上氫能領域深耕經驗。
7月底,穩石氫能宣布將在2023年底完成搭建自主研發的陰離子交換膜(AEM)產線并實現小規模生產。達產后一期產能10萬平米(4GW)。此外,穩石氫能也在計劃建設AEM電解槽生產線,預計在2023年第四季度正式投入建設。預計到2025年,該產線將實現年產能1GW。
億緯氫能
惠州億緯氫能有限公司(簡稱“億緯氫能”)成立于2021年11月,現已具備陰離子交換膜(AEM)、AEM制氫電解槽、氫燃料電池電堆等核心技術,產品可廣泛應用于太陽能、風能等可再生能源制綠氫及電儲調峰領域。
7月,億緯氫能發布自主研發的新型AEM電解槽。該公司2-10kW的電解槽電流密度為0.1-1A/cm2,10kW電解槽的能耗可達到3.7-4.6 kWh/Nm?。億緯氫能計劃,在2024年落實百千瓦級電解槽開發和兆瓦級AEM制氫技術解決方案規劃。
北京未來氫能
北京未來氫能科技有限公司(簡稱:北京未來氫能)是一家專注全球性氫能源技術和裝備的高新技術企業,聚焦研發和生產具備全自主知識產權的新一代AEM制氫技術的關鍵材料和設備。
今年8月,北京市未來氫能科技AEM制氫設備中試基地項目開工建設,建成后將具備新一代AEM制備全產業鏈研發與中試生產能力。
中電綠波
北京中電綠波科技有限公司(簡稱:中電綠波)前身是1993年成立的北京綠波電力科技公司,2004年改制后更名為北京中電綠波科技有限公司,曾隸屬北京交通大學,地處中關村高科技園區,專業從事火力發電廠及電力行業的系統優化、節能環保設備、加氫站以及供氫站的研發和制造。
8月,北京中電綠波科技有限公司研制的全國首臺在線運行10Nm3/h AEM離子膜電解槽正式發布。這臺AEM離子膜電解槽采用非貴金屬催化電極,槽溫80℃,堿液濃度10%、運行壓力3.2MPa的工況下電流密度達到11377A/m2,最快冷啟動時間16min,具有明顯的技術領先優勢。堿性離子膜(AEM)制氫裝置具有優異的性能、使用低廉的非貴金屬電極、高電密、低能耗、低濃度的堿液、低溫運行、低腐蝕性等優勢,在未來電解制氫行業將成為重要的技術路線之一而得到廣泛的應用。
泰極動力
廣東泰極動力科技有限公司(簡稱:泰極動力)致力于氫能產業核心部件及材料的國產化和產業化。目前,泰極動力產品包括燃料電池核心部件及材料、質子交換膜燃料電池和質子交換膜水電解用膜電極及催化劑涂層膜、燃料電池電堆及系統、陰離子交換膜電解水制氫系統(AEMEC)及固態儲氫系統。
11月5日,泰極動力正式發布100標方AEM電解水制氫系統與100kg固態儲氫合金系統。泰極動力表示,此次發布的AEM電解水系統的核心——AEM電解槽,產氫量每小時100標準立方米,總功率0.5兆瓦,根據實際使用情況,生產1立方米氫氣耗電約4.8千瓦時,或者更低。
水沐氫華
水沐氫華(北京)新能源科技有限公司,簡稱水沐氫華,坐落于北京市昌平區生命科學園,注冊資本2千萬人民幣,是一家獨資企業,與國際知名科學家共同合作,主要開展氫能、燃料電池、儲能領域的AEM電解器、AEM燃料電池、可逆AEM儲能電池以及高性能陰離子交換膜、電解槽雙極板、核心部件的研發、生產與銷售。
同時,東岳集團、山東天維膜、莒納科技等企業也對AEM關鍵部材有所布局。
11月15日,東岳承擔的“氫進玩家”示范工程——氫能關鍵技術集成及示范園區項目正式運行,包括氫能“芯片”質子交換膜(PEM)的持續創新進步和陰離子交換膜(AEM)的科研和產業化應用,集成了“光伏發電-電解制氫-氫熱電聯供“耦合微網,綠氫灰氫雙線布局、綜合供能,為園區及周邊樓宇提供以氫能為核心的新能源電力保障。
除上述企業外,中國科學院大連化學物理研究所、廣州能源研究所、同濟大學、北京化工大學、武漢理工、武漢大學、天津大學、清華大學等高校與科研院所也正積極進行AEM相關研究。
現階段,AEM的技術還有很大的提升空間,商業化程度不夠高,無論是使用的陰離子交換膜還是催化劑,其耐久性和催化活性等以及AEM制氫的技術工藝都有待于進一步的突破和驗證。目前,AEM制氫技術已經取得了一些重要的研發成果和突破,未來,AEM有望實現更加大規模的商業化應用。