未來(lái)能源 - 氫能
氫能是一種綠色低碳、應用廣泛的二次能源。20世紀70年代，為了擺脫對進(jìn)口石油的依賴(lài)，美國初次提出了“氫經(jīng)濟”的概念，認為未來(lái)氫氣能夠取代石油成為支撐全球的主要能源。
根據制氫過(guò)程的碳排放強度，氫被分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”。其中，“綠氫”的制取方法是通過(guò)可再生能源發(fā)電，進(jìn)行電解水制氫，這種制氫方式在過(guò)程中沒(méi)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(guò)電化學(xué)過(guò)程將水分子分解，分別在陰、陽(yáng)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(xiàn)：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
PEM 電解槽作為 PEM 電解水制氫的關(guān)鍵裝備，在制氫系統中占據著(zhù)重要地位，影響著(zhù)制氫系統的總成本。
下圖中，研究人員正在對 PEM 電解槽進(jìn)行基礎研究。圖中是一個(gè)四通道試驗臺，可同時(shí)對四個(gè) PEM 電解槽進(jìn)行測試，在測試過(guò)程中，研究人員可以獲得有關(guān)電流密度分布、動(dòng)態(tài)操作行為和氣體純度的科學(xué)數據，并對這些數據進(jìn)行評估。
根據電解水制氫的熱力學(xué)反應原理分析，電解水制氫為非自發(fā)的吸熱過(guò)程，操作溫度的選取對于電解槽的能耗具有顯著(zhù)影響，提高操作溫度可以降低能耗。但在實(shí)際應用中，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(huì )控制反應溫度在 80℃ 左右。
在上圖的應用中，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(wú)人值守的情況下連續運行；同時(shí)還需要以太網(wǎng)接口，用于遠程啟動(dòng)程序和記錄數據；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℃，溫度穩定性0.01K，加熱功率高至2.0kW，具備以下特點(diǎn)，可符合試驗要求。
1、體積小，可以和實(shí)驗臺桌面的尺寸相匹配
2、功率足夠大，可以迅速達到 80 °C 并保持恒溫
3、可通過(guò)以太網(wǎng)接口進(jìn)行控制，實(shí)現外部監控和數據存儲
4、控制器 ECO Silver 可實(shí)現對編程器和控制參數的精確控制，避免溫度過(guò)沖
目前，研究人員正在建造一個(gè) 8 通道試驗臺，并計劃在將來(lái)建造一個(gè) 40 通道試驗臺，關(guān)于如何連接 40 個(gè) PEM 電解槽和恒溫設備， 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。作為溫控設備行業(yè)專(zhuān)家，LAUDA 始終熱衷于和用戶(hù)交流，根據用戶(hù)的實(shí)際需求，制定合適的應用方案。
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