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2022-05-06
颗粒在线讯：自从1800年威廉·尼克尔森和安东尼·卡莱尔发明了电解槽技术以来，这项技术已经取得了长足的进步，主要通过水力发电生产氨。
尽管电解槽已有200多年的历史，但在许多方面，电解槽的旅程才刚刚开始，因为清洁氢对全球经济脱碳的重要性推动了该领域的研究和创新。
目前主导绿色制氢的两种技术是已有100多年历史的碱性电解(AE)和质子交换膜电解(PEM)。
不需要讲太多细节，碱性电解是在水和电解质溶液中两个电极之间的反应，而PEM是与固体聚合物产生反应。两者有各自的优点和缺点。
碱性电解是一种成熟、灵活和稳健的技术，需要相对较低的资本支出。
PEM电解槽以其快速响应上升和下降时间和宽动态操作范围而闻名，是处理由可再生能源(如风能和太阳能)提供的间歇性电力的理想选择。同时，它们的建造成本也比碱性的同类贵50-60%。
PEM电解槽的最大制造商之一是英国的ITM Power。而欧洲最大的电解槽制造商——挪威的Nel，既生产碱性电解槽，也生产PEM电解槽。
Nel电解槽
这两种技术在以技术为基础的成本削减方面都有巨大的潜力。PEM电解槽相对昂贵的主要原因之一是催化剂中使用了稀有而昂贵的铂族金属。
然而，包括总部位于加州的New Hydrogen在内的一些公司正在努力用更便宜的替代品取代这些金属。
根据IRENA的说法，碱性和PEM电解槽正在进行大量的改进，这意味着到2030年他们的成本有望下降40-55%，到2050年成本有望下降70%。
此外，还有一些不太常用的电解技术正显示出巨大的前景。如：固体氧化物电解槽(SOE)在高温(700-850摄氏度)下运行，可以使用廉价的镍电极，回收余热可以降低电力成本，并可以高效运行(德国钢铁生产商萨尔茨吉特最近利用Sunfire的SOE技术实现了85%的效率)。
这种高温只能在少数工业环境中提供，但美国初创公司Advanced Ionics最近透露，它已开发出一种可在150摄氏度下运行的电解槽，使其适用于更广泛的行业，包括石化、氨和玻璃制造。然而，该公司预计要到2025年才能出货这种电解槽。
阴离子交换膜(AEM)承诺将碱性电解槽和PEM电解槽的优点结合在一起，使用更便宜的碱性电解槽材料，并同时具有PEM单元的灵活性能。
目前只有少数几家公司，如意大利的Enapter，生产AEM电解槽，但如果他们实现自己的承诺，可能会导致氢气生产成本的进一步改变。
Enapter的模块化AEM电解槽
虽然电解似乎是一个复杂的世界(确实如此)，但IRENA(国际可再生能源机构)认为，随着时间的推移，不同技术的创新和大规模部署，将推动趋同的成本，成本和性能的差距将缩小。
重要的是，一个巨大的市场正在开放，这意味着激烈的竞争和成本下降，使我们更接近我们需要实现的脱碳目标，从而更好的阻止全球变暖。
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