氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，擁有極高的能源密度，燃燒性能良好，且燃燒過程不產(chǎn)生任何污染和碳排放，被譽(yù)為21世紀(jì)的“終極能源”，正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一。在我國雙碳戰(zhàn)略的背景下，氫能無疑是未來國家能源體系的重要組成部分和未來能源產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。
電解水制氫，尤其是利用可再生能源進(jìn)行電解水制氫，是目前眾多氫氣來源中碳排放最低的工藝，也被稱為“綠氫”。目前，電解水制氫主要采用四種技術(shù)：堿性水（AKL）電解技術(shù)、質(zhì)子交換膜（PEM）電解技術(shù)、固體氧化物（SOEC）電解技術(shù)和堿性陰離子交換膜（AEM）電解技術(shù)。其中，SOEC技術(shù)和AEM技術(shù)目前仍在實(shí)驗(yàn)室階段，市面上只有寥寥幾個試點(diǎn)項(xiàng)目，不可否認(rèn)的是，這兩種技術(shù)各自具有相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)勢，但從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用仍有很長的一段路要走。
目前項(xiàng)目上真正大規(guī)模應(yīng)用的電解槽是堿性電解槽和PEM電解槽，在國內(nèi)，堿性電解槽占比超過九成，而在國外，PEM電解槽則是主流。事實(shí)上，比起堿性電解槽，PEM電解槽在技術(shù)上更加先進(jìn)，那為什么我們?nèi)匀徽J(rèn)為堿性電解水裝置還將是未來二十年內(nèi)的首選呢

首先，堿性電解槽的技術(shù)已經(jīng)十分成熟，設(shè)備的生產(chǎn)能力囊括1-2000Nm?/h，生產(chǎn)難度低，使用便捷；而PEM電解槽技術(shù)更加先進(jìn)，恰恰意味著PEM電解槽有著更大的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用難度，且最大的PEM電解槽的生產(chǎn)能力也不過200Nm?/h，在大型化問題得到解決前，難以滿足未來日益擴(kuò)大的綠氫需求量。
其次，從成本角度來看，PEM電解槽陰極需要用到貴金屬銥，陽極需要貴金屬鉑。單說銥方面，按照目前2-5mg/cm2的陰極銥載量來計(jì)算，1噸銥金屬僅能供給1GW的PEM電解槽裝機(jī)量，而銥的年產(chǎn)量僅有5噸。換算到單臺設(shè)備，一臺200Nm?/h的PEM電解槽需要用銥1Kg，按照目前203美元/克的市場價格，光是銥金屬的成本就有20萬美元。而堿性電解槽的電極一般采用金屬鎳，成本很低，總體看來堿性電解槽的成本僅為PEM電解槽的四分之一。
從性能方面來講，堿性電解槽和PEM電解槽在制氫電耗、系統(tǒng)能耗和效率上其實(shí)差別不大，而在電流密度和啟動時間上有明顯區(qū)別。傳統(tǒng)堿性電解槽的電流密度一般僅有2000-3000A/m2，而PEM電解槽的電流密度一般在10000A/m2以上，更高的電流密度意味著相同制氫量情況下PEM電解槽的體積更小，占地更小，PEM電解槽的電流密度提高后電解槽產(chǎn)熱更快，用更少的時間達(dá)到工作溫度，冷啟動時間更短。

不過隨著技術(shù)的發(fā)展，堿性電解槽的電流密度和啟動時間已經(jīng)得到了進(jìn)一步的改善，例如開云科技的無極框堿性電解槽，摒棄了傳統(tǒng)的極框設(shè)計(jì)，設(shè)備整體重量更輕，實(shí)際占地面積更�。浑姌O表面進(jìn)行激光微納米結(jié)構(gòu)處理，峰值電流密度可達(dá)到8000A/m2，冷啟動5分鐘即升溫到50℃，氫氣產(chǎn)量接近額定產(chǎn)量的90%，15分鐘即達(dá)到工作溫度83℃，此時氫氣出力達(dá)到額定產(chǎn)量的120%。從電流密度和冷啟動時間來看，開云科技的無極框堿性電解槽已接近PEM電解槽，與行業(yè)普遍規(guī)格相比開云科技的電解槽可謂成績優(yōu)異，相信未來開云科技還會繼續(xù)探索綠氫的奧秘，為國家綠氫事業(yè)添磚加瓦。