甲醇与水在一定的温度和压力下，通过催化剂的作用，发生催化裂解反应和一氧化碳变换反应，终产生氢气与二氧化碳的混合气体。这个反应系统相当复杂，涉及多个组分和反应。主要反应包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氢气，以及一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气。经过换热、冷凝和分离后，可以得到氢含量约为74%、二氧化碳含量约为5%以及一氧化碳含量约为5%的转化气。甲醇的单程转化率高达95%以上，未反应的原料则循环使用。随后，转化气通过变压吸附装置进行分离提纯，从而获得高纯度的氢气。PSA变压吸附工艺是氢气分离的重要方法。它利用气体组份在吸附床中的吸附特性差异，实现氢气的分离提纯。在固定吸附床中，通过充填吸附剂，含氢混合气体在特定压力下进入吸附床。由于不同组份的吸附特性不同，它们会在吸附床的不同位置形成吸附富集区。强吸附组份（如二氧化碳）会富集在吸附床的入口端，而弱吸附组份（如氢气）则会富集在出口端。通过这种方式，可以实现氢气的有效分离提纯。PSA变压吸附技术能够制取出纯度高达99%~999%的氢气。PEM水电解制备的绿氢应用于合成氨、炼油、化工、钢铁等碳密集型行业。巴彦淖尔专业电解水制氢设备销售

2023年全球电解水制氢项目开始向大型化、万吨级发展。据能景研究统计，2023年1月至12月全球新增建成的电解水制氢项目中，千吨级以上氢气产能的项目数量占比增大，由上一年度同期的约12%提升到了29%。其中，2023年全球至少3项达到了万吨级氢气产能，其中规模比较大的是中国中石化新疆库车绿氢项目，氢气产能约2万吨/年，电解槽装机260MW。另有1万吨/年氢气产能项目2项，分别为中国的三峡集团内蒙古纳日松光伏制氢项目，电解槽装机70MW；巴西比较大氮肥企业Unigel位于卡马萨里的一期绿氨项目（设计产能1万吨/年），电解槽装机60MW。济南小型电解水制氢设备企业电解水制氢技术主要分为碱性电解水制氢和质子交换膜（PEM）电解水制氢两种。

碱性电解水技术比较大的缺点在于工作电流密度较低、电解槽效率不高、占地面积大。特别在冬季，设备需要经过较长时间预热，启动时间大概需要2 h。不过碱性电解水电解槽、隔膜等设备、材料的加工、制备工艺在我国已经基本成熟，产业链相对完善，是目前在我国**适合规模化的技术路线。通过调研了解，目前国内比较大单槽制氢规模已经达到 3000 Nm3/h，电解槽直流电耗比较低可以达到4.2 kW·h/Nm3。其原理为在两个电极之间施以直流电，并用隔膜将阴阳两极分离开来，在阴极水分子被还原，生成氢气和氢氧根离子，生成的氢氧根离子穿过隔膜到达阳极，在阳极侧失电子析氧，生成氧气和水。

目前，氢气的制取有三种较为成熟的技术路线：1、以煤炭、天然气为的化石原料制氢，该技术路线的成本较低、技术成熟，但存在大量温室气体的排放，企业有：中国石化、中国石油等；2、以焦炉煤气、氯碱尾气为的工业副产制氢，该技术路线成本较低，但存在受到原料供应和地点的限制，企业有：美锦能源、镇洋发展等；3、以碱性电解槽和质子交换膜电解槽为的电解水制氢，该技术路线成本较高，制氢成本受限于电价，企业有：隆基绿能、阳光电源、宝丰能源等。取决于功率的大小，一个PEM电解槽包含数十甚至上百个电解池。

新兴电解水制氢技术海水电解制氢：可直接利用海洋资源，但面临高盐度、腐蚀性等挑战。未来应开发抗腐蚀催化剂、适用的交换膜，改进电极结构和电解槽装置。耦合制氢：通过小分子氧化与析氢反应耦合，降**氢能耗，提高能量效率。未来需深入探究耦合机制，开发经济环保的技术并集成到可再生能源系统。研究总结与展望电解水制氢技术取得一定进展，但仍面临诸多挑战。未来应提升催化剂性能、降低能耗、研制新型设备，以适应可再生能源并网和清洁能源储存需求，在能源转型中发挥重要作用。在未来的研发中，制氢设备不断迭代升级，有望在能源转型和氢能产业中发挥更为重要的作用。巴彦淖尔专业电解水制氢设备销售

PEM电解水制氢是潜力的电解水制氢技术，有望成为“绿电+绿氢”生产模式的主流发展趋势。巴彦淖尔专业电解水制氢设备销售

氢气，这一无碳绿色新能源，凭借其环保安全、高能量密度、高转化效率、丰富储量以及适用性等特点，在应对环境危机和构建清洁低碳能源体系中扮演着至关重要的角色。随着化石燃料资源的日渐枯竭和能源价格的持续攀升，寻找廉价且储量丰富的替代能源制氢已成为当务之急。展望未来，生物能、太阳能、风能等可再生能源制氢在21世纪将逐渐崭露头角，但就目前而言，从天然气、甲醇、水等资源中制氢的技术仍相当有竞争力。值得注意的是，煤制氢因对环境和大气造成严重污染而不被本项目考虑，因此不在讨论之列。在选择国内制氢原料路线时，必须综合考虑原料资源的可获得性和成本因素。天然气制氢工艺虽复杂但技术成熟，甲醇制氢流程简洁且设备常见，而水电解制氢则操作简便至可实现全自动无人值守。在制氢纯度方面，天然气和甲醇制氢可达到999%，而水电解制氢在纯度更高时可达9999%。同时，不同制氢方式对场地条件也有不同要求，例如天然气制氢需考虑管道或槽车供应的便捷性，甲醇制氢则原料充足、运输储存方便，而水电解制氢的场地条件更为宽松。巴彦淖尔专业电解水制氢设备销售