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一種電解水技術(shù)及設(shè)備

2022-01-04 09:59:13
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所屬領(lǐng)域:
新能源與節(jié)能環(huán)保
項目成果/簡介:

1. 痛點問題

水電解制氫是一種較為方便的制取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),分解成氫氣和氧氣。在目前已有的技術(shù)中,由于電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一定的熱量,會導(dǎo)致電極和電解液溫度升高。目前工業(yè)上主要通過調(diào)節(jié)電解液流速進(jìn)行對流換熱,電解槽端板上存在乳突狀結(jié)構(gòu)增強擾動,加強傳熱傳質(zhì)過程,從而使電解槽溫度維持在一定范圍內(nèi)。即便如此,電解液出口和入口溫度依然存在較大差距,出口的電解液溫度需要進(jìn)一步冷卻才能重新被利用。

2. 解決方案

本發(fā)明的目的是提供一種電解槽流場板結(jié)構(gòu),解決了電解槽內(nèi)部溫度不均勻性,提高了能量轉(zhuǎn)換效率。將扁平管狀熱管嵌入電解槽內(nèi)部,與電解槽端板結(jié)合為一體,解決了電解槽端板溫度分布不均、出口易發(fā)生電解液沸騰的問題,電解槽運行效率增加,并保證一定的安全性。

合作需求

(1)資源對接:有較小規(guī)模電解制氫需求的場景(如發(fā)電廠)

(2)孵化資源:本技術(shù)可實現(xiàn)低能耗電極板結(jié)構(gòu)設(shè)計,逐步將擴展到電解水制氫流程設(shè)計。目前在加工方面,需尋求可進(jìn)行熱管材料設(shè)計并同時掌握精密機械加工的團隊。

應(yīng)用范圍:

本技術(shù)的目標(biāo)客戶主要是可再生能源制氫企業(yè),需要開展大型高純氫制備、氫氣回收提純的企業(yè),具體場合包括可再生能源電解水制氫。制備所得氫氣的應(yīng)用場合包括能源化工、金屬冶煉、浮法玻璃、加氫站、小型化燃料電池移動電源設(shè)備等,主要以工藝包開發(fā)及設(shè)計使用費等方式盈利。

目標(biāo)市場屬于氫能領(lǐng)域,現(xiàn)有市場規(guī)模大約為幾十億元,鑒于目前雙碳目標(biāo)的重要輻射與影響力,可再生能源電解水制氫行業(yè)預(yù)計在5年內(nèi)將會爆發(fā)式增長。

未來氫能領(lǐng)域是一個千億規(guī)模的市場,產(chǎn)業(yè)鏈非常長,市場容量很大,設(shè)立氫能公司的主要目的是提前布局氫能領(lǐng)域,依托現(xiàn)有的堿性電解槽技術(shù),結(jié)合清華成熟的制氫工藝技術(shù),開發(fā)適合氫能領(lǐng)域的工藝技術(shù)與產(chǎn)品,通過幾年時間在行業(yè)建立起品牌優(yōu)勢和技術(shù)壁壘,成為一家技術(shù)國際領(lǐng)先的高端技術(shù)企業(yè)。

項目階段:

擬受讓的技術(shù)將用于氫氣電解分離領(lǐng)域。本技術(shù)涉及的電解槽流場板是電解制氫的核心部件之一,設(shè)立公司后將以技術(shù)服務(wù)類型為主,為行業(yè)電解槽裝備企業(yè)提供電解槽極板設(shè)計與加工服務(wù),逐步建設(shè)資助加工能力,實現(xiàn)批次成套制備電解槽設(shè)備中的極板部件。

未來2~3年內(nèi),在電解槽極板設(shè)計的基礎(chǔ)上,受讓后擬在受轉(zhuǎn)讓方、公司股東的研究推廣能力加持下,利用專利所述工藝和凈化方法,進(jìn)一步展開低能耗氫氣凈化工藝的開發(fā)和產(chǎn)品化設(shè)計,打造氫氣回收率高、緊湊型良好的中大型氫氣電解裝置。核心業(yè)務(wù)范圍及創(chuàng)新擬從電解槽極板逐步擴展到整個電解水制氫工藝流程,實現(xiàn)混合氫氧深度凈化制取高純氫,成為氫能行業(yè)的重要核心部件生產(chǎn)技術(shù)之一。

2~3年內(nèi)的目標(biāo)客戶主要是可再生新能源制氫企業(yè)、化工流程綠氫替代企業(yè)、交通運輸用氫供應(yīng)企業(yè);爭取在未來5年內(nèi),完成所涉及電解關(guān)鍵部件-電解槽在多家知名制氫裝置企業(yè)及電解制氫領(lǐng)域的新能源市場布局,成功建立品牌效應(yīng)。

效益分析:

本成果所對應(yīng)的工藝技術(shù)在市場上暫未見到,沒有直接的對標(biāo)企業(yè)。與現(xiàn)有的電解水氫氣凈化技術(shù)相比,本成果對于氫氣的電解效率更高,產(chǎn)品氣回收率可以提高約10%,工藝系統(tǒng)簡單,體積可減小約10%,同時不增加投資成本。與現(xiàn)有的電解氫氣效果相比,本成果可應(yīng)用于大規(guī)模制氫場合,工藝流程簡潔,自動化程度高,初始投資低。本成果屬于新型電解水氫氣和凈化技術(shù),因此在知識產(chǎn)權(quán)申請、技術(shù)發(fā)展、市場推廣等方面具有先發(fā)優(yōu)勢。

知識產(chǎn)權(quán)類型:
發(fā)明專利
知識產(chǎn)權(quán)編號:
已申請多項專利。
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