近日，上海氫晨新能源科技有限公司（簡稱“氫晨科技”）的全資子公司上海氫盛創(chuàng)合能源科技有限公司（簡稱“氫盛能源”）發(fā)布自主研發(fā)的兆瓦級大功率質(zhì)子交換膜（PEM）電解槽，單槽額定制氫量250標方/時，可在5%-150%的寬功率輸入范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，實現(xiàn)了電解槽產(chǎn)品性能和經(jīng)濟性的大幅提升。兆瓦級PEM電解槽有望解決制氫、儲氫環(huán)節(jié)的一系列技術(shù)難題，助力實現(xiàn)“雙碳”目標。

據(jù)介紹，目前國內(nèi)普遍采用堿性電解制氫技術(shù)，因啟停時間長、動態(tài)響應慢，難以適應具有快速波動特性的可再生能源市場需求。而PEM電解裝置具有更寬廣的工作范圍和更短的響應時間，但因技術(shù)、設(shè)計和制造等環(huán)節(jié)技術(shù)不成熟，國內(nèi)PEM電解槽總體還處于小規(guī)模示范應用階段，導致單槽功率小、購置成本和運行電耗較高。

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為破解PEM電解槽“做不大、買不起和用不起”的難題，氫盛能源組建了從材料研發(fā)、流場設(shè)計、制備工藝與裝備開發(fā)的研發(fā)團隊，基于在燃料電池行業(yè)的長期技術(shù)積累，持續(xù)投入近億元研發(fā)資金，開發(fā)了高性能催化劑技術(shù)、大面積膜電極涂布技術(shù)、高精度流場板制造技術(shù)和高一致電解槽疊裝技術(shù)，變革了現(xiàn)有電解槽的材料、結(jié)構(gòu)和工藝體系，解決了產(chǎn)品性能和可靠性問題。

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圖為氫盛能源自主研發(fā)的兆瓦級PEM電解槽

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氫盛能源總經(jīng)理郭維平表示，250標方/時的PEM電解槽平臺化產(chǎn)品，能直接制取3.5MPa的高壓氫氣，可耐受5000次壓力循環(huán)，峰值電流密度可達30000A/m2，不僅可實現(xiàn)分鐘級啟停和秒級動態(tài)響應，而且可在5%-150%的功率范圍內(nèi)可靠運行，高度適配風光發(fā)電的波動性。該產(chǎn)品通過了數(shù)十項試驗驗證，初始氫中氧濃度僅為0.1%，遠低于運行業(yè)標準2%，電解槽標配小室電壓監(jiān)測模塊，實現(xiàn)在線監(jiān)測，保障電解槽壽命和系統(tǒng)安全。

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氫盛能源團隊通過高集成度設(shè)計，減少零部件數(shù)量和組裝難度，電解槽一級零部件國產(chǎn)化率達到100%，材料和部件國產(chǎn)化率總體超過90%，在提高單槽功率、產(chǎn)氫壓力和減少能耗的基礎(chǔ)上，進一步降低了產(chǎn)品成本。

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由于具有高集成設(shè)計和國產(chǎn)化的優(yōu)勢，氫盛能源兆瓦級PEM電解槽的購置成本實現(xiàn)大幅下降，由此前堿性電解槽的4倍降至2倍左右；結(jié)合PEM電解槽低電耗和高殘值的特性，250標方/時的PEM電解槽解決了產(chǎn)品先進性與全生命周期成本問題，滿足大規(guī)模商業(yè)化的條件；未來，除用于制氫外，還將廣泛應用在能源化工業(yè)波動余電、新能源離網(wǎng)及海上風電制氫等領(lǐng)域。

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據(jù)悉，氫晨科技是在申能集團、臨港集團、中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)管委會和上海交通大學等共同孵化和投資的高科技企業(yè)。

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今年6月，臨港新片區(qū)相關(guān)負責人表示，未來三年，臨港新片區(qū)將以構(gòu)建世界級制造業(yè)集群為目標，加快形成新型儲能、高端裝備等一批千億級產(chǎn)業(yè)集群，持續(xù)每年固定資產(chǎn)投資400億元以上。

原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦氫科技網(wǎng)）：上海氫晨發(fā)布兆瓦級PEM電解槽