電解制氫與燃料電池及其相關過程展示

2021-12-14 18:16:34

以“30峰60中性”為目標，可以預見，未來40年，我國可再生能源裝機規模將迎來高潮。根據全球能源互聯網發展合作組織的預測，到2050年和2060年，中國終端能源消費電氣化率將分別達到57%和66%，風能和太陽能發電總占比將分別達到65%和70%。燃料電池分布式發電是解決方案之一。

2019年，全球固定燃料電池出貨量為221兆瓦，占燃料電池總出貨量的19.6%。固定燃料電池已連續四年銷量超過5萬臺，裝機容量超過200兆瓦。從出貨量來看，主要是小型家用熱電聯產設備，而大型固定式商用分布式發電設備是裝機容量的主要貢獻者。與以微系統為主的日本不同，美國和韓國專注于開發功率為100 kW至MW的大規模燃料電池分布式電站系統。

燃料電池分布式發電系統在我國的應用還處于研究階段，很多機構已經推出了基于各種燃料電池類型的發電系統。中國科學院大連化學研究所開發的10kWPEMFC分布式發電系統，實現了PEMFC天然氣重整一體化熱電聯產。大型發電系統的相關開發還在探索中，還處于研發階段；d和小原型演示。2020年10月，國家能源集團研制的國內首套20kW SOFC發電系統成功試運行。

從上述國內外氫分布式發電的發展情況來看，氫分布式發電必然是未來的大趨勢。目前，各種資金正在涌入氫能發展的軌道。然而，面對氫能如此快速的發展趨勢，人才的缺乏制約著行業的發展。高校和職業院校紛紛開設相關專業，布局氫能產業發展。

但與其他行業相比，氫能的產業鏈更長，氫能行業的每一個產品都更貴，不可能將整個產業鏈展現給學生，所以學生無法對氫能有感性和整體的認識。針對上述問題，我公司推出了氫能行業教學工具。

這個工具可以展示氫能產業的全過程，比如光伏發電、電解制氫、燃料電池發電、電機驅動。其中，電解制氫和燃料電池發電的過程展示在透明包裝中，學生可以直觀地觀察復雜的電化學過程。

光伏發電過程展示：

利用光源和太陽能電池板模擬光伏發電過程。光源模擬太陽，可以調節太陽能電池板的角度。除了從光源接收能量，它還可以利用陽光發電。

本文來自鄭飛科技。

電解制氫和燃料電池顯示；

這里顯示了電解制氫和燃料電池制氫。水電解后的氫氣和氧氣分別進入兩個玻璃罐，輸送到燃料電池發電。產生的電流和電壓可以實時顯示。

特別是電解制氫過程采用透明包裝，可以清晰動態觀察內部氫氣的生成，在教學過程中給予學生更多的感官知識：

從以上來看，這套氫能演示教具可以快速直觀地向學生講解氫能的概念，為后續的理論教學和科學實驗打下良好的基礎。