国产兆瓦级PEM水电解制氢系统新突破

国产兆瓦级PEM水电解制氢系统在走向商用的路上，又往前迈出了一大步。

近日，大连化物所燃料电池系统科学与工程研究中心（DNL0301）研制的兆瓦级质子交换膜（PEM）水电解制氢系统，在国网安徽公司氢综合利用站实现满功率运行。经国网安徽公司组织的专家现场测试，该系统额定产氢220 Nm3/h，峰值产氢达到275 Nm3/h。

作为一家基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合，以任务带学科为主特色的综合性研究所，大连化物所是我国最早开展燃料电池研究的科研机构之一。大连化物所氢燃料电池技术研发团队持续深耕，针对氢能产业关键核心技术短板，突破氢燃料电池高性能催化剂、增强复合膜、耐低温系统集成等关键核心技术，并持续推进技术的转化应用。

截至目前，大连化物所已申报氢燃料电池国家相关核心技术发明专利300余件（已授权100余件），已形成关键材料、核心部件、电堆、系统与控制等自主知识产权体系。其主导制定了半数以上的燃料电池国家标准，为推动我国燃料电池产业发展做出了重要贡献。

事实上，大连化物所在PEM水电解制氢领域早就开启了研究，自上世纪九十年代，大连化物所就开展PEM水电解技术的研发，逐步形成了PEM水电解制氢自主知识产权体系。

近年来，大连化物所在PEM制氢的高通量膜电极、薄层金属双极板、耐压电解槽等方面不断取得技术突破，开发了数代PEM制氢电解槽及系统，并通过普通技术许可等方式推进成果转化和应用。

2019年10月，大连化物所与阳光电源成立PEM电解制氢技术联合实验室，双方在先进PEM水电解制氢技术、可再生能源与电解制氢融合、制氢系统优化等方面展开深入合作。

在碱水制氢（AWE）、PEM制氢和SOEC制氢三大技术路线中，PEM制氢技术的运行电流密度高、能耗低、产氢压力高，适应可再生能源发电的波动性特征、易于与可再生能源消纳相结合，被认为是电解水制氢的适宜方案。

今年以来，国内电解水制氢设备需求出现井喷，PEM制氢进展迅速。中国船舶718所、中科院大化所、山东赛克赛斯、高成绿能、淳华氢能、深圳绿航等多家公司在PEM制氢设备方面的订单同比都有不同程度的增长。

值得一提的是，当前国内交付应用的PEM水电解制氢设备大多是小型的电解槽，大型PEM电解槽在商用方面还存在需要突破的一些难题。

业内人士分析认为，这次大连化物所兆瓦级质子交换膜（PEM）水电解制氢系统的成功运行，意味着国产大型PEM水电解制氢装置取得重大突破，为大规模绿色氢能综合利用新模式的示范奠定了技术基础。