AEM制氢“加速”前行

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

在获取绿氢的主要方式中，AEM被视为继ALK、PEM之后第三代电解水制氢技术，因其兼具ALK的低成本和PEM的高性能，被业界所看好，布局企业越来越多。

今年开年至今，国内多家AEM企业在技术突破、订单应用等方面取得了新的进展。在国内绿氢浪潮加持下，AEM正逐渐进入提速发展新阶段。

AEM技术正在快速发展

从去年开始，AEM制氢这条技术路线就展现出一派“勃勃生机”的景象。稳石氢能、亿纬氢能、中电绿波、泰极动力等多家企业相继发布AEM电解水制氢新品，而且单模块电解槽越做越大，将能源转换提升到了新的高度。

今年3月26日，亿纬氢能发布了全球首台100kW AEM制氢电解槽。该电解槽不仅在负载范围、产氢电流和产品尺寸等方面做了技术优化，而且在单槽规模上使AEM制氢技术脱离了试验研究阶段，可真正意义地进入工业用氢和可再生能源制绿氢等真实广阔的应用场景。

4月18日，德林海发布了全球首创1Nm³h 22MPa AEM电解槽。该电解槽宣传称可实现在6-22MPa压力下的长时间稳定运行，引发了行业内高度关注。目前的AEM电解槽一般只有1.6-3.2MPa，这款电解槽高出了普通AEM电解槽十倍之多。据悉，高压电解槽能够提高绿氢生产效率，并且减少电解水过程中对下游压缩机的依赖，消除压缩过程中的能耗，降低设备投入成本，这对于AEM制氢技术的开发和应用具有重要的意义。

AEM电解槽在性能上的提升，离不开核心材料上的突破。阴离子交换膜作为AEM电解槽中最重要的部分，直接决定着AEM电解设备的工作效率和运行寿命。

今年2月，清能股份宣布在新型AEM电解质膜上取得重大技术突破。该AEM电解质膜在大幅提高离子传导性的同时，可实现长时间的机械稳定性及化学稳定性。该产品幅宽可达80cm，抗张强度高于65MPa，可达到其他同类产品的1.5~2倍强度。预计可运行超过6万小时，效率高达95%，未来实现大规模商业化应用，有望引领全球绿氢生产成本迈入1美元/kg时代。

AEM相较于PEM一个重要的优点是电极使用的催化剂不含贵金属或者只含有少量的贵金属。近期，中国科学院大连化学物理研究所在自支撑非贵金属OER电极设计及其在阴离子交换膜（AEM）海水电解应用研究中也取得了重要进展。

研究人员采用“水热+退火”的合成策略在泡沫镍基底构筑了富氧空位的非贵金属异质结构催化剂，该催化剂能够稳定阳极过程中羟基中间体的吸附，从而避免氯离子的竞争吸附，实现海水环境中高效、稳定的OER过程。将以上材料作为电极用于非贵金属AEM海水电解，实现了300小时以上的稳定运行，电压衰减率< 100 μV h−1，表现出良好的应用潜力。

目前，全球对可再生能源和碳排放的关注不断增加。AEM制氢技术路线的快速演进，有助于从实验室快速走向商业化应用，从而破除ALK和PEM技术路线的瓶颈，显著降低绿氢生产成本。

今年AEM有望实现真正商业化应用

AEM电解水技术结合了ALK电解水技术和PEM电解水技术的优点。相比ALK电解水技术，AEM技术具有更快的响应速度和更高的电流密度；而相比PEM电解水技术，AEM技术的制造成本更低。但是，长时间以来，国内AEM电解水制氢在技术成熟度和商业化程度上，相比ALK制氢和PEM制氢要弱不少。

一位业内人士表示，目前国内AEM产品，无论从技术研发的角度还是从市场验证角度、技术迭代的角度去考衡，这都需要一个时间过程去考察、验证。

不过，随着AEM关注度日渐高涨，AEM走向商业化的步伐显然在加快。市场上已经出现了针对AEM电解槽的专门招标项目。亿纬氢能、稳石氢能、北京未来氢能、中电绿波等多家企业也在全力推动AEM走向大规模商业化。

目前，AEM电解槽的市场需求主要来自研究机构、电厂等场景，暂时还没有出现AEM应用到大型绿氢项目的案例。然而在今年1月，国际公司HNOI宣布，利用AEM电解水紧凑型加氢站成功为丰田Mirai加氢。这条消息也是AEM走向商业化的一个积极信号。

亿纬氢能总经理汪瀛认为，近1-2年，AEM会在局部场景的小范围内进行推广应用，在3-5年，达到局部范围内规模化应用，至少形成百兆瓦的应用规模。今年有望成为AEM制氢真正走向商业化应用的开端，亿纬氢能计划将在今年第二季度实现100kW AEM制氢产品的首批订单签约和交付。

稳石氢能相关负责人告诉高工氢电，目前该公司正在积极与国内外数家企业洽谈AEM制氢的示范应用落地，并且该公司正在积极打造GW级AEM电解槽产线，未来产品实现规模化生产，将有效降低AEM电解槽生产成本。

从全球范围来看，各国AEM制氢技术均处于同一梯次，未形成明显代差。而且，目前国外以家庭为单位的制氢场景对中小型电解槽需求较为旺盛，这对国内AEM制氢设备企业来说是个机会。国内已有AEM企业启动产品出海。据悉，北京未来氢的AEM产品已出口到美国、智利等国家，亿纬氢能也计划在今年下半年启动海外市场工作。

尽管目前看来AEM距离大规模商业化还有一段路要走，但是在国内众多企业推动下，AEM电解槽技术必定会继续进步、成熟度持续提升、成本也将进一步下降，商业化进程不断加速。AEM有望很快在万亿绿氢赛道中占据一席之地。