當(dāng)上游制氫端還在糾結(jié)選擇ALK（堿性電解水制氫）還是PEM（質(zhì)子交換膜電解水制氫）技術(shù)路線時(shí)，AEM電解水制氫系統(tǒng)突然“殺出重圍”，成為制氫設(shè)備“破局黑馬”。

本月初，穩(wěn)石氫能放出消息，穩(wěn)石氫能全球首臺單槽1兆瓦AEM電解水制氫系統(tǒng)即將誕生。

一路走來，穩(wěn)石氫能每一次的技術(shù)革新和產(chǎn)品迭代都在眾人注視之下。

去年2月16日，穩(wěn)石氫能舉行新品發(fā)布儀式，重磅推出國內(nèi)首款A(yù)EM電解槽產(chǎn)品。據(jù)介紹，穩(wěn)石氫能AEM電解槽新品是國內(nèi)首款A(yù)EM電解槽，單臺電解器額定功率為2.5kW，直流功耗為4.3kWh/Nm3，輸出壓力為3MPa，單臺電解器最大產(chǎn)氫量達(dá)600L/h，冷熱啟動(dòng)時(shí)間較快，其中熱啟動(dòng)時(shí)可在60秒內(nèi)達(dá)到0-100%，冷啟動(dòng)時(shí)間不超過5分鐘。

去年12月15日，穩(wěn)石氫能發(fā)布國內(nèi)首臺10kW AEM電解水制氫系統(tǒng)。該款制氫系統(tǒng)額定產(chǎn)率達(dá)到2000L/h，電解槽工作壽命>50000h，氫氣輸出純度達(dá)到摩爾分?jǐn)?shù)99.5%，氫氣輸出壓力為標(biāo)稱值3MPa，可根據(jù)用戶需求調(diào)整壓力，常溫啟動(dòng)時(shí)間小于5min，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間＜30s。

結(jié)合了ALK制氫和PEM之情的雙重優(yōu)勢，AEM拿捏了制氫設(shè)備的“流量密碼”——快速響應(yīng)+更低成本。相比堿性電解水技術(shù)，AEM技術(shù)具有更快的響應(yīng)速度和更高的電流密度；而相比PEM電解水技術(shù)，AEM技術(shù)的制造成本更低。

AEM電解水設(shè)備示意圖

如圖所示，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，原料水從AEM設(shè)備的陰極側(cè)進(jìn)入。水分子在陰極參與還原反應(yīng)并得到電子，生成氫氧根離子和氫氣。氫氧根離子通過聚合物陰離子交換膜到達(dá)陽極后，參與氧化反應(yīng)并失去電子，生成水和氧氣。根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)的不同，有時(shí)會在原料水中加入一定量的KOH溶液或者NaHCO3溶液作為輔助電解質(zhì)，這有助于提高AEM電解設(shè)備的工作效率。
AEM電解池是組成AEM電解系統(tǒng)的基本單位。多個(gè)AEM電解池一起組成了AEM電解模塊。大量的AEM電解模塊和多個(gè)輔助系統(tǒng)一起，構(gòu)成了AEM電解水系統(tǒng)。其中，輔助體統(tǒng)包括氫氣處理和干燥系統(tǒng)、水箱、水處理凈化系統(tǒng)和交流直流轉(zhuǎn)換器等等。
AEM電解池：陰極材料、陽極材料和陰離子交換膜是AEM電解池的核心構(gòu)成，直接影響著AEM電解池的工作效率和設(shè)備壽命等。

泰極動(dòng)力

2023年11月5日，泰極動(dòng)力正式發(fā)布100標(biāo)方AEM電解水制氫系統(tǒng)與100kg固態(tài)儲氫合金系統(tǒng)。泰極動(dòng)力表示，此次發(fā)布的AEM電解水系統(tǒng)的核心——AEM電解槽，產(chǎn)氫量每小時(shí)100標(biāo)準(zhǔn)立方米，總功率0.5兆瓦，根據(jù)實(shí)際使用情況，生產(chǎn)1立方米氫氣耗電約4.8千瓦時(shí)，或者更低。前兩年，由于催化劑和陰離子交換膜的問題，國內(nèi)公開的AEM電解槽廠商較少，甚至并不起眼，從去年開始，一股“AEM春風(fēng)”吹滿地。國內(nèi)布局AEM制氫的企業(yè)已超過10家，億緯氫能、中電綠波、穩(wěn)石氫能等都是其中佼佼者。
中電綠波

2023年8月15日，由北京中電綠波科技有限公司研制的全國首臺在線運(yùn)行10Nm3/h AEM離子膜電解槽正式發(fā)布。據(jù)悉，中電綠波發(fā)布的這臺全國首臺在線運(yùn)行的10Nm3/h AEM離子膜電解槽，在采用非貴金屬催化電極，槽溫80℃，堿液濃度10%、運(yùn)行壓力3.2MPa的工況下電流密度達(dá)到11377A/㎡，最快冷啟動(dòng)時(shí)間16min；具有明顯的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。

億緯氫能

3月26日，億緯氫能在活動(dòng)論壇上發(fā)布全球首臺100kW AEM（陰離子交換膜）制氫電解槽。億緯氫能總經(jīng)理汪瀛博士表示，該100kW AEM制氫電解槽尺寸為380*480*1200mm，重量為490kg，重量和體積僅為相同功率下堿性電解槽的四分之一。汪瀛還表示，公司預(yù)計(jì)將于今年年底推出全球首臺兆瓦級AEM電解槽產(chǎn)品。該100kW AEM電解槽具有出色的電解水制氫效果，其負(fù)載調(diào)節(jié)范圍更是達(dá)到了10~120%，可根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)最佳的能耗比。工作電流密度達(dá)到10000A/m2，運(yùn)行壓力可達(dá)1.6 MPa，使用自主研發(fā)的膜電極體系實(shí)現(xiàn)高效制氫。