未來能源 - 氫能
氫能是一種綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源。20世紀(jì)70年代，為了擺脫對進(jìn)口石油的依賴，美國初次提出了“氫經(jīng)濟(jì)”的概念，認(rèn)為未來氫氣能夠取代石油成為支撐全球的主要能源。
根據(jù)制氫過程的碳排放強(qiáng)度，氫被分為“灰氫”“藍(lán)氫”和“綠氫”。其中，“綠氫”的制取方法是通過可再生能源發(fā)電，進(jìn)行電解水制氫，這種制氫方式在過程中沒有碳排放，是主要的發(fā)展方向。
PEM 電解水制氫
電解水制氫，是在直流電的作用下，通過電化學(xué)過程將水分子分解，分別在陰、陽極析出，產(chǎn)生氫氣。電解水制氫目前主要有三種技術(shù)路線：堿性電解 (AWE) ，質(zhì)子交換膜 (PEM) 電解，以及固體氧化物 (SOEC) 電解 。其中，PEM 電解水制氫的效率較高，技術(shù)較成熟，是當(dāng)下主流的，較有前景的電解水制氫技術(shù)。
LAUDA ECO 用于 PEM 電解槽制氫實(shí)驗(yàn)
PEM 電解槽作為 PEM 電解水制氫的關(guān)鍵裝備，在制氫系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位，影響著制氫系統(tǒng)的總成本。
下圖中，研究人員正在對 PEM 電解槽進(jìn)行基礎(chǔ)研究。圖中是一個(gè)四通道試驗(yàn)臺，可同時(shí)對四個(gè) PEM 電解槽進(jìn)行測試，在測試過程中，研究人員可以獲得有關(guān)電流密度分布、動態(tài)操作行為和氣體純度的科學(xué)數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評估。
根據(jù)電解水制氫的熱力學(xué)反應(yīng)原理分析，電解水制氫為非自發(fā)的吸熱過程，操作溫度的選取對于電解槽的能耗具有顯著影響，提高操作溫度可以降低能耗。但在實(shí)際應(yīng)用中，電解水制氫操作溫度的選取，除了考慮能耗，也需要考慮電解槽零部件材料的耐受溫度，故通常會控制反應(yīng)溫度在 80℃ 左右。
在上圖的應(yīng)用中，用于 PEM 電解槽控溫的恒溫器需要保持 80±0.1 ℃ 的恒定溫度，并能夠在無人值守的情況下連續(xù)運(yùn)行；同時(shí)還需要以太網(wǎng)接口，用于遠(yuǎn)程啟動程序和記錄數(shù)據(jù)；以及搭配兩個(gè)溫度傳感器，用于確定電解槽輸入端和輸出端的液體溫度。
在圖中的四通道試驗(yàn)臺上，LAUDA 為每個(gè) PEM 電解槽搭配了一臺 LAUDA ECO E 4 S 恒溫器。ECO E 4 S 工作溫度范圍 20-200℃，溫度穩(wěn)定性0.01K，加熱功率高至2.0kW，具備以下特點(diǎn)，可符合試驗(yàn)要求。
1、體積小，可以和實(shí)驗(yàn)臺桌面的尺寸相匹配
2、功率足夠大，可以迅速達(dá)到 80 °C 并保持恒溫
3、可通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)外部監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲
4、控制器 ECO Silver 可實(shí)現(xiàn)對編程器和控制參數(shù)的精確控制，避免溫度過沖
目前，研究人員正在建造一個(gè) 8 通道試驗(yàn)臺，并計(jì)劃在將來建造一個(gè) 40 通道試驗(yàn)臺，關(guān)于如何連接 40 個(gè) PEM 電解槽和恒溫設(shè)備， LAUDA 已與研究人員進(jìn)行了探討，并初步制定了一個(gè)創(chuàng)新解決方案。作為溫控設(shè)備行業(yè)專家，LAUDA 始終熱衷于和用戶交流，根據(jù)用戶的實(shí)際需求，制定合適的應(yīng)用方案。
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