水电解制氢制作原理

在一些电解质水溶液中通入直流电时，分解出的物质与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水，原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。 

什么是电解水制氢

水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。

电解水制氢的五大创新领域

近日，欧洲专利局（EPO）和国际可再生能源署（IRENA）联合发布《专利洞察报告：电解水制氢技术创新趋势》，分析了近年来全球电解水制氢领域专利申请情况和此项技术的发展趋势。

推广氢能有助于应对气候变化并遏制全球变暖进程，多国正在加速发展氢能产业，为生产、存储和运输氢能投入大量资金。电解水制氢是氢能生产的关键技术之一。在理想情况下，电解水制氢的原材料成本低廉、供应充足，应当仅使用可再生的水资源和电力。目前，各国正在着力开发电解水制氢技术，以提高电解装置效率、降低制氢成本并扩大市场规模。

电解水制氢有望使氢能在全球能源转型进程中发挥关键作用。使用氢能，特别是绿氢替代化石燃料，一些能源强度较高的产业有望实现去碳化。

2017年，电解水制氢领域的专利申请数量首次超越化石燃料制氢专利申请数量。此后，化石燃料制氢相关专利申请数量逐年减少。这说明国际社会对推进电解水制氢技术发展已达成共识，各国为此都制定了相关战略。日本、美国、德国、法国和中国等国在电解水制氢领域处于领先地位。

要提高电解装置效率、降低电解水制氢成本，需要推进技术创新。近年来，电解水制氢5个子技术领域的专利申请情况呈现出不同的趋势。

1.电解槽结构和运行条件  

优化电解槽结构和运行条件以提高制氢效率的相关技术备受关注。高温高压的运行条件有助于提高电解装置的效率、增强耐用性并降低成本。2020年，高压电解槽技术专利的申请数量较2016年翻了一番。

日本在此项子技术领域处于领先地位，仅东芝、松下和本田3家企业的相关专利申请数量就占该领域国际专利数量的17%。

2.电催化剂

非贵金属电催化剂相关专利申请数量激增，说明研发重点正转向通过降低材料稀缺性减少电解水制氢成本。材料稀缺性是造成电解水制氢成本高昂的原因，也是此项技术推广的主要障碍，研究人员正在推动用非贵金属材料替代稀缺材料。

2015年以来，非贵金属电催化剂的国际专利数量稳步增加，有助于降低电催化剂材料成本。日本和美国在该领域最为活跃，两国在该领域的国际专利申请数量占比达42%。

3.电解槽隔膜

质子交换膜（PEM，又称聚合物电解质膜）专利申请最为活跃，该技术有助于增强电解槽的耐用性、延长使用寿命。使用更薄的膜可提高电解槽效率、减少耗电量，2010~2017年此项专利数量申请迅速增长。

4.电解槽电堆

对电极、双极板和多孔输送层等元件进行改造可降低电解槽成本。电解槽电堆单位面积电流密度越高，使用寿命越长、各组件成本越低，整体成本越低。2019~2020年，此项专利申请数量有所减少，其原因可能是该技术在减小电堆体积方面的进步空间已很小。

5.光电解

许多研究者正积极开发光电解技术，2015~2017年，光电解相关专利申请量大幅增加。光电解技术可一步完成发电和制氢两项工作，有助于大幅降低制氢成本，但目前该技术尚不成熟，制氢效率不高。

电解水制氢技术研发的热度将持续，这有助于进一步降低电解装置成本并提高制氢效率和产能。技术创新将使绿氢更具成本竞争力，让氢能在去碳化进程和能源转型中发挥更大作用。

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水电解制氢相关股票

英力特  10CM

2020年7月9日互动平台回复：公司水电解制氢项目主体已完工，按照国家相关标准在达到预定可使用状态后，进行验收并投入运行。

纳尔股份  10CM

要点一:布局燃料电池，PEM电解水制氢领域

       2022年2月24日公告，公司于2022年2月22日在上海市浦东新区与临港集团签署《战略合作协议》。公司将旗下的氢能源领域核心零部件项目，氢能源领域关键装备项目，氢能源产业研究院等项目落地临港集团园区，初步计划一期投资3亿元，并且公司将在临港集团园区内设立氢能源产业投资基金，基金一期规模2亿元。公司于2021年介入氢能源行业，开展燃料电池膜电极等核心零部件业务，随着氢能源产业链日渐成熟，公司将深入整合上下游产业链，布局燃料电池，PEM电解水制氢领域核心材料，零部件及关键装备，实现氢能源底层技术及产业化的长远布局。

2022年10月14日互动易平台回复，公司成功实现了碱性水电解槽制氢技术、装备及系统集成的成功落地，完成了30m?/h制氢设备及系统的研发和生产，设备已发往成都进行中试试验。在此基础上，本年内公司计划试制下线大型可商业化应用水电解槽制氢设备。

洪涛股份 低价低位 最强预期差

深圳市凯豪达氢能源有限公司

经营范围：一般经营项目是：新能源技术研发、技术咨询；投资新能源项目；新能源项目合作开发；新能源电力开发；投资光伏发电项目（具体项目另行申报）；投资风力发电项目（具体项目另行申报）；光伏发电技术、风力发电技术的开发及技术咨询；工程项目管理，项目投资，投资兴办实业（具体项目另行申报）。电解槽、水电解制氢设备、气体纯化设备研发与销售；供氢系统及加氢设备研发、销售。加氢站设计与工程技术服务、分布式能源动力装置的研发和系统集成、氢燃料电池技术研发、销售、分布式储能系统研发、设计,电解槽、水电解制氢设备、气体纯化设备、氢燃料电池销售；分布式储能系统工程施工。自有物业租赁；物业管理；加氢站的设计、安装、建设；供氢系统的设计、集成、安装、销售；电站设备及系统集成、储能应用系统的工程设计及技术服务；机电设备安装工程；压力管道、压力容器安装工程；管道工程、管道运输设施、城市管道设施设计、安装、施工；金属结构、储罐安装；石油化工、医药设备安装、拆除；太阳能、风能、氢能电站的投资、开发、建设、运营和维护服务；合同能源管理；工程总包；地基基础工程、输变电工程、照明工程、防水防腐保温工程、消防设施工程、市政工程、水利水电工程、脚手架工程、钢结构工程施工；防尘网铺设、搭建；房屋建筑工程；弱电工程。许可经营项目是：货物进出口；技术进出口。

雪人股份

要点四:新能源领域

       氢能和燃料电池技术是世界能源转型和动力转型的重大战略方向，是人类应对能源短缺和环境污染的理想解决方案。氢燃料电池汽车相比纯电动汽车，具有高功率密度、续航里程长、加氢时间短的优点，未来新能源汽车产业化重点将向燃料电池汽车拓展，发展燃料电池业务是中国保护生态环境、驱动汽车工业升级的重要路径。在氢能源方面，公司通过全资并购以及参股的方式整合瑞典、加拿大以及日本氢能产业链上的核心技术与国际知名品牌。控股与参股企业的产品和业务覆盖燃料电池空压机、氢气循环泵、水电解制氢设备、加氢站建设与成套设备、氢燃料电池电堆以及氢储能等领域。

金通灵

要点十一:氢能利用领域

       公司在氢能利用领域，拥有氢燃料电池压缩机，生物质制氢，电解水制氢等技术储备及业务规划，未来公司将持续加强在氢能领域的投入。

（二） 项目建设对国家双碳目标实现具有重要意义

随着“十四五”电力规划的实施， 我国正加速能源清洁化转型进程， 脱碳减排需求日益增长， 在双碳战略指导下， “十四五”期间风电、光伏等可再生能源将迎来爆发式增长，可再生能源将逐步替代传统化石能源占据能源领域主导地位。

氢能是一种理想的能量储存介质，采用氢储能技术可有效解决我国可再生能源消纳及并网稳定性问题。通过弃风、弃光电力电解水制氢技术实现电氢转换，合理利用弃风、弃光能源，同时平抑可再生能源并网波动，实现能源的时空平移。

（三） 项目建设的可行性

目前国内储氢市场，高压气态储氢技术比较成熟，一定时间内都将是国内主推的储氢技术。但高密度储存和安全储运是当前氢

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