电解海水制氢工艺及系统研究现状及未来趋势
刘东艺1，孙苗婷1，于洋1，陈佳祥1，周彦廷1，王星星2，周伟1（1.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院；2.国能粤电台山发电有限公司）
摘要：氢能作为清洁高效的二次能源，是未来能源转型的战略支点，可替代化石燃料实现工业、交通等领域的深度脱碳。近年来，海水制氢技术因其可使用海水为原料，有望解决深远海风电消纳难题等优势，成为绿氢生产领域备受关注的新路线。然而，目前电解海水制氢的研究多局限于催化剂等材料层面，对系统与工艺层面的协同优化关注不足。为此，本文系统综述了电解海水制氢的工艺及系统的研究现状及未来趋势，将电解海水制氢系统拆分为电解槽、电源供应系统、气液分离系统及气体纯化系统4个部分，并对每个部分的研究现状进行介绍与总结。本文还对电解海水制氢在非催化剂层面的技术、方法创新进行了总结。最后，本文围绕电解海水制氢系统的未来方向与应用前景进行了展望。
关键词：电解海水制氢；电解水制氢；电解槽；气体纯化；气液分离
目录介绍
1 引言
2 电解水及电解海水制氢的原理、技术种类及挑战
2. 1 电解水制氢
2. 1. 1 电解水制氢原理
2. 1. 2 电解水制氢技术挑战及研究现状
（1）AWE制氢技术
（2）PEM制氢技术
（3）AEM制氢技术
（4）SOEC制氢技术
2. 2 电解海水制氢
2. 2. 1 电解海水制氢的原理
2. 2. 2 电解海水制氢技术挑战及研究现状
3 电解海水制氢系统及工艺
3. 1 海水预处理系统
3. 2 电解槽
3. 2. 1 电极基底
3. 2. 2 催化剂
3. 2. 3 隔膜
3. 2. 4 双极板
3. 3 电源供应系统
3. 3. 1 传统电网电源
3. 3. 2 光伏发电制氢
3. 3. 3 风能发电制氢
3. 4 气液分离系统
3. 4. 1 重力式分离器
3. 4. 2 惯性式分离器
3. 4. 3 离心式分离器
3. 4. 4 过滤式分离器
3. 5 气体纯化系统
3. 5. 1 脱氧及干燥
3. 5. 2 氢气纯化
4 电解海水制氢工艺创新
4. 1 电解槽创新
4. 1. 1 不对称进料电解槽
4. 1. 2 正渗透耦合海水电解槽
4. 1. 3 自透气防水膜一体式海水电解槽
4. 1. 4 高温固体氧化物海水电解槽
4. 2 电解水方法创新
4. 2. 1 双极膜水电解
4. 2. 2 解耦水电解
4. 2. 3 无膜水电解
4. 2. 4 混合水电解
5 结论和展望
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