基于人工智能的可再生能源电解水制氢关键技术及发展前景分析

杨博, 张子健

Analysis of Key Technologies and Development Prospects for Renewable Energy-Powered Water Electrolysis for Hydrogen Production Based on Artificial Intelligence

Bo YANG, Zijian ZHANG

表1 4种电解水技术特点及信息

Tab. 1 Characteristics and information of four water electrolysis technologies

参数 AWE PEMWE SOEC AEMWE 电解质 10%~40%KOH 质子交换膜 固体聚合物 阴离子交换膜 电荷载体 OH- H+ O2- OH- 电流密度/(A⋅cm-2) 0.2~0.8 1~2 0.3~1 0.2~2 电极面积/cm2 10 000~30 000 1 500 200 <300 效率/% 62~82 67~84 90 <74 工作温度/℃ 70~90 50~80 700~850 40~60 工作压力/MPa 0.1~3 <7 0.1 <3.5 产氢纯度/% 99.9~99.999 8 99.9~99.999 9 99.9 >99.9 冷启动/min 30~120 <15 >600 <20 热启动 分钟级 秒级 — — 负载范围/% 15~100 5~120 — 5~100 运行寿命/h 60 000 50 000~80 000 <20 000 >5 000 投资成本 270美元/kW 400美元/kW >2 000美元/kW — 技术成熟度 成熟、商业化 商业化 实验室阶段 实验室阶段