氢能产业发展与技术丛书 可再生能源制氢技术

本书系统阐述了可再生能源制氢的核心技术、发展现状与未来趋势，重点探讨了电解水制氢及其衍生技术的创新路径。全书共分7 章，第1 章概述了可再生能源制氢的技术内涵；第2 章详述了碱性电解水制氢技术的成熟机理、电解槽等关键设备、系统评价、发展现状和存在的问题；第3 章聚焦质子交换膜电解水制氢技术，介绍其高电流密度特性、电解槽特性及发展趋势；第4章探讨了动态电解制氢技术，介绍多能源协同调控策略与智能电网适配方案；第5 章针对固体氧化物电解水制氢技术、阴离子交换膜电解水制氢技术、直接海水电解制氢技术等，提出新型可再生能源电解水制氢技术路径，分析其材料突破与效率提升方向；第6 章对比了非电解制氢技术的适用场景与产业化瓶颈；第7 章展望了绿氢成本下降路径、多能互补系统集成及全球能源结构重塑的前景。
本书可为氢能产业链研发人员、能源政策制定者以及高校相关专业的师生提供技术参考。

中国电力企业联合会氢能分会是中电联的分支机构，是电力行业氢能领域资源共享、沟通交流、开放合作的非盈利公益性服务平台，以促进氢电协同发展为目标，助力新型能源体系建设，助力行业低碳转型并实现高质量发展

目录
丛书序
前 言
第1 章 绪论 1
1.1 可再生能源与氢 1
1.1.1 可再生能源 1
1.1.2 氢与氢气 3
1.2 可再生能源制氢特点 4
1.3 可再生能源制氢技术 5
1.3.1 电解制氢 6
1.3.2 化学链制氢 7
1.3.3 光催化制氢 8
第2 章 碱性电解水制氢技术 10
2.1 技术原理 10
2.2 部件与材料 11
2.2.1 电极 11
2.2.2 隔膜 25
2.2.3 极板、极框及密封垫片 29
2.3 设备与系统 32
2.3.1 碱性电解水电解槽 32
2.3.2 关键零部件 33
2.3.3 碱性电解水制氢系统 37
2.4 性能评价 40
2.5 问题与挑战 44
2.5.1 存在的问题 44
2.5.2 挑战与未来发展趋势 44
第3 章 质子交换膜电解水制氢技术 46
3.1 技术原理 46
3.2 部件与材料 47
3.2.1 质子交换膜 47
3.2.2 催化剂 51
3.2.3 膜电极 54
3.2.4 气体扩散层 56
3.2.5 双极板 59
3.2.6 其他部件 62
3.3 设备与系统 65
3.3.1 电解槽 65
3.3.2 水循环系统 66
3.3.3 氢氧分离系统 67
3.3.4 干燥纯化系统 72
3.3.5 辅助系统 77
3.3.6 PEM 电解水制氢系统集成 86
3.4 性能评价 88
3.5 问题与挑战 90
3.5.1 存在的问题 90
3.5.2 挑战与未来发展趋势 92
第4 章 动态电解制氢技术 95
4.1 动态电解制氢系统架构 95
4.1.1 动态电解制氢系统组成 95
4.1.2 动态电解制氢系统的功能要求 97
4.2 动态电解制氢系统运行控制技术 98
4.2.1 电解系统动态特性 98
4.2.2 系统运行策略及精准控制技术 101
4.3 动态电解制氢系统能量管理与优化技术 110
4.3.1 能量管理目标与技术 110
4.3.2 动态电解制氢系统配置与建模 117
4.4 动态电解制氢安全保障技术 119
4.4.1 危险源及风险分析 119
4.4.2 波动电源制氢系统安全问题 122
4.4.3 风险应对措施及未来发展方向 125
第5 章 新型可再生能源电解水制氢技术 130
5.1 固体氧化物电解水制氢技术 130
5.1.1 技术原理 130
5.1.2 部件与材料 132
5.1.3 设备与系统 140
5.1.4 问题与挑战 145
5.2 阴离子交换膜电解水制氢技术 147
5.2.1 技术原理 147
5.2.2 部件和材料 150
5.2.3 设备系统与性能应用 160
5.2.4 存在的问题和发展前景 161
5.3 直接海水电解制氢技术 163
5.3.1 原理与应用潜力 163
5.3.2 发展现状 166
5.3.3 挑战与展望 175
第6 章 非电解制氢技术 177
6.1 生物质气化制氢技术 177
6.1.1 技术原理 178
6.1.2 部件与材料 179
6.1.3 设备与系统 180
6.1.4 性能与应用 181
6.2 化学链制氢技术 183
6.2.1 技术原理 183
6.2.2 部件与材料 184
6.2.3 设备与系统 185
6.2.4 性能与应用 188
6.3 光催化水解制氢技术 190
6.3.1 技术原理 190
6.3.2 部件与材料 192
6.3.3 设备与系统 196
6.3.4 问题与挑战 197
第7 章 可再生能源制氢技术前景和展望 199
7.1 应用潜力和应用场景 200
7.1.1 技术应用潜力 200
7.1.2 主要应用前景 200
7.1.3 技术发展挑战 201
7.2 技术发展展望 201
7.2.1 电解制氢技术展望 201
7.2.2 电氢耦合技术展望 202
7.2.3 其他制氢技术展望 203
7.2.4 数智化融合展望 204
参考文献 205