在“雙碳"目標(biāo)背景下,氫能在國家戰(zhàn)略層面的戰(zhàn)略地位愈發(fā)凸顯。將電解水技術(shù)與可再生能源發(fā)電相結(jié)合,可將多余的電能以化學(xué)能的方式儲(chǔ)存在氫氣中,平抑可再生能源波動(dòng),提高消納水平,推進(jìn)能源清潔化替代。
質(zhì)子交換膜(PEM)電解水技術(shù)具有直流電耗低、電流密度高、電解槽體積小、運(yùn)行壓力高并可差壓運(yùn)行、功率調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)勢(shì),與波動(dòng)性較大的風(fēng)電和光伏有很好的適配性,近年來發(fā)展迅速。
制氫系統(tǒng)的運(yùn)行效率與電解槽的性能直接相關(guān),根據(jù)《低溫水電解制氫系統(tǒng)穩(wěn)動(dòng)態(tài)及電能質(zhì)量性能測(cè)試方法》,制氫系統(tǒng)的測(cè)試方案包括穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能(產(chǎn)氫試驗(yàn)、能耗試驗(yàn)、效率試驗(yàn))和暫態(tài)運(yùn)行性能(啟動(dòng)試驗(yàn)、關(guān)機(jī)試驗(yàn)、熱待機(jī)狀態(tài)試驗(yàn)、調(diào)節(jié)范圍試驗(yàn)、暫態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)等)。針對(duì)PEM電解槽的性能測(cè)試,歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心(JRC)提出了相應(yīng)的測(cè)試流程,如極化曲線、電化學(xué)測(cè)試、敏感性測(cè)試、耐久性測(cè)試、單體一致性分析、氫中氧/氧中氫在線測(cè)試等。以極化曲線的測(cè)試為例:在恒定槽溫以及恒定氣壓的條件下,以一定步長(zhǎng)的供電電流的變化引起電解槽電壓改變,通過I-V曲線檢測(cè)電解槽的性能。PEM電解槽測(cè)試解決方案正是參考以上標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
產(chǎn)品外觀示意圖
HETS-PWE-S系列旨在為PEM電解槽制氫提供一個(gè)精準(zhǔn)、可靠和便捷的測(cè)試平臺(tái),分為桌面式(單池)、臺(tái)架式以及集裝箱式。由氣液分離單元、氣體濃度監(jiān)測(cè)單元、氣體冷卻干燥及水熱管理模塊、壓力聯(lián)動(dòng)控制模塊、測(cè)控單元與安全保護(hù)模塊等組成。通過測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)的在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和處理,分析被測(cè)電解槽的性能、壽命、可靠性和安全性等,適用于PEM電解槽的研發(fā)、檢定和下線測(cè)試。下圖為500W電解槽測(cè)試臺(tái)的相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)。
極化復(fù)合電壓方波耐久測(cè)試
電解槽耐久測(cè)試溫度控制
(1)高精度、高可重復(fù)性的電化學(xué)測(cè)試能力;
(2)氫氣/氧氣自動(dòng)背壓控制,滿足常壓到高壓范圍陰陽極均壓、差壓的控制能力;
(3)具備水路溫度/壓力/流量精準(zhǔn)調(diào)節(jié)、電導(dǎo)率在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)補(bǔ)水、電解液回收(大功率測(cè)試臺(tái))等功能;
(4)具備高效氣水分離、氧中氫/氫中氧(選配)濃度在線檢測(cè)、氮?dú)庾詣?dòng)吹掃等功能;
(5)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄與分析、軟硬件多級(jí)安全保護(hù)策略和功能;
(6)具備自定義腳本、單電池電壓監(jiān)測(cè)、高精度數(shù)據(jù)采集和控制功能,滿足7×24小時(shí)無人值守全自動(dòng)運(yùn)行;
(7)10%~150%寬功率工況精準(zhǔn)調(diào)控能力;
(8)系統(tǒng)設(shè)計(jì)美觀,各類接口功能齊全,操作方便,結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方便運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝;
(9)系統(tǒng)兼具對(duì)AEM電解槽單池制氫系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的功能(桌面式測(cè)試臺(tái))。
PEM電解槽測(cè)試解決方案包含的電解槽測(cè)試系統(tǒng)產(chǎn)品已有完整譜系,包括單池、多通道單池、短堆以及兆瓦級(jí)等,產(chǎn)品應(yīng)用于多家一線企業(yè)和高校。