绿氢产能达450公斤/日！全球首个MW级AEM电解槽推出，AEM电解槽发展“蓄势”中

文章来源：FuelCellChina、全球氢能，封面图源视觉中国

5月24日，德国Enapter公司对外展示了全球首个MW级AEM电解槽-AEM Multicore用于绿氢制备。

据了解，AEM Multicore是传统兆瓦级电解槽的经济高效替代品。AEM Multicore拥有420个核心模块——所谓的“AEM电堆”，所有电堆组合成的系统日绿氢产能达450公斤，纯度达99.999%。通过将众多小单元集成到一个大系统中，Enapter可以大大降低绿氢制备成本。

图源 FuelCellChina

据报道，AEM Multicore已经获得了来自欧洲、亚洲和北美的多个订单。2023年Enapter将专注于构建第一个商用AEM Multicore系统，预计2024年起系统能够逐步成熟。AEM Multicore兆瓦级电解槽未来将在北威州萨尔贝克的德国气候社区的Enapter园区批量生产。

Enapter公司首席执行官Sebastian-Justus Schmidt对此表示，“今天我们非常高兴向公众展示我们的AEM Multicore。随着AEM Multicore系统在Enapter园区的生产，我们正在朝着循环生产和电解槽成本进一步优化上迈出了重要一步。凭借Enapter的AEM技术，我们将在未来几年内使氢气成本降低至低于化石燃料成本的状态。市场对我们产品的需求是巨大的，就单位数量而言，我们已经是全球最大的电解槽生产商。我们对未来的发展充满希望，并期待着助力塑造全球绿色能源未来。”

Enapter此前AEM产品公开参数，右下为美国能源部2021年对其问卷调研信息，图源中国节能协会氢能专业委员会

Enapter是一家全球领先的创新能源技术公司，专注于生产高效电解槽以取代化石燃料，从而推动全球能源转型。Enapter的专利性AEM技术能够在任何规模和任何地点批量生产具有成本效益的即插即用型电解槽，用于绿色制氢。此前，2023年3月27日，卧龙集团与德国Enapter公司在意大利签署了合作备忘录，将在中国共同开展氢电解槽及相关业务。

AEM电解槽发展“蓄势”发力中

作为最新的电解水技术，阴离子交换膜（AEM）电解槽的潜力在于将碱性电解槽的低成本与PEM的简单、高效相结合。AEM电解槽具体有以下优势：

• 高效：AEM电解槽可以实现高效的水电解和NaOH的生产，同时还可以生产高纯度的氢气和氧气。

• 环保：AEM电解槽不需要使用酸或碱来调节电解液的pH值，因此可以减少废水和废气的排放。
  

• 经济：AEM电解槽可以实现低成本的NaOH生产，同时还可以生产高纯度的氢气和氧气，具有广泛的应用前景。
  

• 可控性：AEM电解槽可以通过调节电解液的成分和温度来控制电解反应的速率和产物的选择性，具有良好的可控性。
  

同时，AEM非常适合与输出电能变化的可再生能源相结合现场制备氢气。其应用场景主要有屋顶光伏发电制氢、加氢站站内制加氢一体化、大型风力发电场弃风限电长时间尺度储氢、与可再生能源结合实现发电侧削峰填谷、与火电厂结合实现发电侧制氢储能、用户侧（如半导体行业）高纯氢现场制造等。

图源稳石氢能

但是，当前AEM技术也有一定的局限性，虽能使用非贵金属催化剂、无钛部件，并和PEM一样能在压差下运行，但是AEM膜存在化学、机械稳定性的问题，影响寿命曲线。此外，AEM膜的传导性低，催化动力学慢和电极结构较差也影响着AEM的性能。性能的提升通常是通过调整膜的传导性，或通过添加支持性电解质（如KOH、NaHCO₃）来实现，但这又会降低耐久性。在PEM中，OH^-离子的传导速度要比H⁺质子慢三倍，因此AEM将面临更大的挑战，需要研制更薄或具有更高电荷密度的膜，同时对BOP辅助系统也提出了较高的要求。

目前有关AEM电解水技术的示范项目非常有限，大多仍处于研究阶段。不过近年来，我国也在逐渐重视AEM电解制氢技术，国内AEM技术产业化发展也在“蓄势”发力中——

2022年8月，“北京未来氢能科技AEM制氢设备中试基地”项目在北京昌平区未来科学城能源谷开工建设，这标志着北京未来氢能公司与昌平区深化合作、共同探索氢能产业发展迈入新阶段。据了解，该AEM制氢中试基地占地面积26.79亩，建筑面积为10320平米，项目总投资约2亿元，分一期二期建设，包括阴离子交换膜、金属双极板、催化剂、膜电极制备、电解槽装配与系统集成，以此为标志，集氢能创新中心、氢能测试中心、氢能装配中心三位一体的“能源谷”产业地标逐步成形。

2023年2月16日，深圳稳石氢能科技有限公司（简称“稳石氢能”）推出了国内首款AEM电解槽产品，据介绍，该电解槽单台电解器额定功率为2.5kW，直流功耗为4.3kWh/Nm³，输出压力为3MPa，单台电解器最大产氢量达600L/h，冷热启动时间较快，其中热启动时可在60秒内达到0-100%，冷启动时间不超过5分钟。此番稳石氢能AEM电解槽新品部分指标可媲美碱性电解槽和PEM电解槽，将带动国内AEM制氢发展加速前行。

相关阅读：单台电解器最大产氢量达600L/h！国内首款AEM电解槽产品正式发布

3月27日，卧龙集团布局AEM制氢赛道，与Enapter公司在意大利签署了合作备忘录，将在中国共同开展氢电解槽及相关业务。

此外，近两年来，还有清华大学、吉林大学、山东东岳集团、山东天维膜技术有限公司进行了阴离子交换膜研制相关工作，中科院大连化物所重点开展了催化剂的研发工作，中船718所开展了AEM电解槽的集成与基础研发工作。

整体来看，AEM还是一项前沿技术，距离大规模商业化还有一段路要走。随着氢能产业的发展与产业化进程的推进，未来AEM或能攻克相关技术难题，更多兼具高效能与低成本的制氢技术能够实现全面推广。

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编辑：戴戴

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