在“雙碳”目標(biāo)背景下,氫能在國家戰(zhàn)略層面的戰(zhàn)略地位愈發(fā)凸顯。將電解水技術(shù)與可再生能源發(fā)電相結(jié)合,可將多余的電能以化學(xué)能的方式儲存在氫氣中,平抑可再生能源波動,提高消納水平,推進(jìn)能源清潔化替代。
質(zhì)子交換膜(PEM)電解水技術(shù)具有直流電耗低、電流密度高、電解槽體積小、運行壓力高并可差壓運行、功率調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)勢,與波動性較大的風(fēng)電和光伏有很好的適配性,近年來發(fā)展迅速。
制氫系統(tǒng)的運行效率與電解槽的性能直接相關(guān),根據(jù)《低溫水電解制氫系統(tǒng)穩(wěn)動態(tài)及電能質(zhì)量性能測試方法》,制氫系統(tǒng)的測試方案包括穩(wěn)態(tài)運行性能(產(chǎn)氫試驗、能耗試驗、效率試驗)和暫態(tài)運行性能(啟動試驗、關(guān)機試驗、熱待機狀態(tài)試驗、調(diào)節(jié)范圍試驗、暫態(tài)響應(yīng)試驗等)。針對PEM電解槽的性能測試,歐盟委員會聯(lián)合研究中心(JRC)提出了相應(yīng)的測試流程,如極化曲線、電化學(xué)測試、敏感性測試、耐久性測試、單體一致性分析、氫中氧/氧中氫在線測試等。以極化曲線的測試為例:在恒定槽溫以及恒定氣壓的條件下,以一定步長的供電電流的變化引起電解槽電壓改變,通過I-V曲線檢測電解槽的性能。PEM電解槽測試解決方案正是參考以上標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。
產(chǎn)品外觀示意圖
HETS-PWE-S系列旨在為PEM電解槽制氫提供一個精準(zhǔn)、可靠和便捷的測試平臺,分為桌面式(單池)、臺架式以及集裝箱式。由氣液分離單元、氣體濃度監(jiān)測單元、氣體冷卻干燥及水熱管理模塊、壓力聯(lián)動控制模塊、測控單元與安全保護(hù)模塊等組成。通過測試系統(tǒng)平臺的在線數(shù)據(jù)監(jiān)測和處理,分析被測電解槽的性能、壽命、可靠性和安全性等,適用于PEM電解槽的研發(fā)、檢定和下線測試。下圖為500W電解槽測試臺的相關(guān)測試數(shù)據(jù)。
極化復(fù)合電壓方波耐久測試
電解槽耐久測試溫度控制
(1)高精度、高可重復(fù)性的電化學(xué)測試能力;
(2)氫氣/氧氣自動背壓控制,滿足常壓到高壓范圍陰陽極均壓、差壓的控制能力;
(3)具備水路溫度/壓力/流量精準(zhǔn)調(diào)節(jié)、電導(dǎo)率在線監(jiān)測、自動補水、電解液回收(大功率測試臺)等功能;
(4)具備高效氣水分離、氧中氫/氫中氧(選配)濃度在線檢測、氮氣自動吹掃等功能;
(5)具備強大的數(shù)據(jù)記錄與分析、軟硬件多級安全保護(hù)策略和功能;
(6)具備自定義腳本、單電池電壓監(jiān)測、高精度數(shù)據(jù)采集和控制功能,滿足7×24小時無人值守全自動運行;
(7)10%~150%寬功率工況精準(zhǔn)調(diào)控能力;
(8)系統(tǒng)設(shè)計美觀,各類接口功能齊全,操作方便,結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方便運輸及現(xiàn)場安裝;
(9)系統(tǒng)兼具對AEM電解槽單池制氫系統(tǒng)進(jìn)行測試的功能(桌面式測試臺)。
PEM電解槽測試解決方案包含的電解槽測試系統(tǒng)產(chǎn)品已有完整譜系,包括單池、多通道單池、短堆以及兆瓦級等,產(chǎn)品應(yīng)用于多家一線企業(yè)和高校。