一、所属领域

氢能、电解水、可再生能源与储能

二、项目介绍

1. 痛点问题

水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。在目前已有的技术中，由于电化学反应产生一定的热量，会导致电极和电解液温度升高。目前工业上主要通过调节电解液流速进行对流换热，电解槽端板上存在乳突状结构增强扰动，加强传热传质过程，从而使电解槽温度维持在一定范围内。即便如此，电解液出口和入口温度依然存在较大差距，出口的电解液温度需要进一步冷却才能重新被利用。

2. 解决方案

本发明的目的是提供一种电解槽流场板结构，解决了电解槽内部温度不均匀性，提高了能量转换效率。将扁平管状热管嵌入电解槽内部，与电解槽端板结合为一体，解决了电解槽端板温度分布不均、出口易发生电解液沸腾的问题，电解槽运行效率增加，并保证一定的安全性。

高温高压碱水电解分解电压对比示意图

3. 竞争优势分析

本成果所对应的工艺技术在市场上暂未见到，没有直接的对标企业。与现有的电解水氢气净化技术相比，本成果对于氢气的电解效率更高，产品气回收率可以提高约10%，工艺系统简单，体积可减小约10%，同时不增加投资成本。与现有的电解氢气效果相比，本成果可应用于大规模制氢场合，工艺流程简洁，自动化程度高，初始投资低。本成果属于新型电解水氢气和净化技术，因此在知识产权申请、技术发展、市场推广等方面具有先发优势。

4. 市场应用前景

本技术的目标客户主要是可再生能源制氢企业，需要开展大型高纯氢制备、氢气回收提纯的企业，具体场合包括可再生能源电解水制氢。制备所得氢气的应用场合包括能源化工、金属冶炼、浮法玻璃、加氢站、小型化燃料电池移动电源设备等，主要以工艺包开发及设计使用费等方式盈利。

目标市场属于氢能领域，现有市场规模大约为几十亿元，鉴于目前双碳目标的重要辐射与影响力，可再生能源电解水制氢行业预计在5年内将会爆发式增长。

未来氢能领域是一个千亿规模的市场，产业链非常长，市场容量很大，设立氢能公司的主要目的是提前布局氢能领域，依托现有的碱性电解槽技术，结合清华成熟的制氢工艺技术，开发适合氢能领域的工艺技术与产品，通过几年时间在行业建立起品牌优势和技术壁垒，成为一家技术国际领先的高端技术企业。

5. 发展规划

拟受让的技术将用于氢气电解分离领域。本技术涉及的电解槽流场板是电解制氢的核心部件之一，设立公司后将以技术服务类型为主，为行业电解槽装备企业提供电解槽极板设计与加工服务，逐步建设资助加工能力，实现批次成套制备电解槽设备中的极板部件。

未来2~3年内，在电解槽极板设计的基础上，受让后拟在受转让方、公司股东的研究推广能力加持下，利用专利所述工艺和净化方法，进一步展开低能耗氢气净化工艺的开发和产品化设计，打造氢气回收率高、紧凑型良好的中大型氢气电解装置。核心业务范围及创新拟从电解槽极板逐步扩展到整个电解水制氢工艺流程，实现混合氢氧深度净化制取高纯氢，成为氢能行业的重要核心部件生产技术之一。

2~3年内的目标客户主要是可再生新能源制氢企业、化工流程绿氢替代企业、交通运输用氢供应企业；争取在未来5年内，完成所涉及电解关键部件-电解槽在多家知名制氢装置企业及电解制氢领域的新能源市场布局，成功建立品牌效应。

6. 知识产权情况

已申请多项专利。

三、合作需求

（1）资源对接：有较小规模电解制氢需求的场景（如发电厂）

（2）孵化资源：本技术可实现低能耗电极板结构设计，逐步将扩展到电解水制氢流程设计。目前在加工方面，需寻求可进行热管材料设计并同时掌握精密机械加工的团队。

四、团队介绍

科研团队主要来自于清华大学能源与动力工程系的技术团队，该团队在碱性水电解制氢、固体氧化物电解制氢、碳氢燃料制氢、氢气纯化等领域都有非常深入的研究和相应的工艺设计经验。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2021193

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