電解技術(shù)利用電能分解水分子產(chǎn)生氫氣與氧氣，起源可追溯至19世紀(jì)：

·1833年，邁克爾·法拉第提出電解定律奠定理論基礎(chǔ)；

·1888年，德米特里·拉奇諾夫首創(chuàng)工業(yè)電解槽，采用鐵容器與羊皮紙隔膜，提出雙極電極概念；

·1899年，奧斯卡·施密特開發(fā)首臺(tái)工業(yè)級(jí)雙極電解槽（壓濾機(jī)式堆疊結(jié)構(gòu)），后由歐瑞康商業(yè)化；

·1902年全球運(yùn)行超400臺(tái)工業(yè)裝置；1939年首座萬噸級(jí)工廠（10,000Nm3/h）投產(chǎn)；

·早期大規(guī)模應(yīng)用集中于鹽水電解制氯領(lǐng)域（海水電解副產(chǎn)氯氣），氫氣僅作為副產(chǎn)品。現(xiàn)代制氫需采用去離子水，其經(jīng)濟(jì)性依賴淡水供應(yīng)，故綠氫突破始于淡水資源豐富區(qū)。

·挪威1927年建成尤坎135MW水電電解裝置（30,000Nm3/h），運(yùn)行至70年代；1953年格洛姆峽灣同等規(guī)模裝置持續(xù)至1991年。

·因生態(tài)問題棄用大型水壩后，天然氣蒸汽重整成主流制氫方案。近年為應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)，水電解技術(shù)重新受關(guān)注，雖受制于電力與設(shè)備成本。

電解槽技術(shù)評(píng)估框架

目前僅堿性電解槽（Alkaline）與質(zhì)子交換膜電解槽（PEM）商業(yè)化，未來將涌現(xiàn)新技術(shù)。因應(yīng)用場(chǎng)景多樣（工業(yè)/民用供熱、交通燃料、綠氨、冶金等），需建立統(tǒng)一評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：

1. 可再生能源適配性

風(fēng)電/光伏的間歇性會(huì)降低效率并加速設(shè)備老化。PEM響應(yīng)快但抗波動(dòng)性弱，堿性槽反之。電網(wǎng)取電方案依賴電網(wǎng)穩(wěn)定性，純可再生能源項(xiàng)目需超配容量與儲(chǔ)氫系統(tǒng)。

2. 操作壓力

常規(guī)壓力0-3MPa（表壓）。高壓運(yùn)行增加氫氣滲透風(fēng)險(xiǎn)，需強(qiáng)化機(jī)械結(jié)構(gòu)與隔膜：

加氫站場(chǎng)景中，氫氣壓縮機(jī)成本占比高（3800美元/千瓦），高壓電解可顯著降本。高壓堿性槽技術(shù)成熟：

PEM高壓化面臨膜蠕變、泄漏及效率下降等挑戰(zhàn)。

3. 操作溫度

溫度升高提升反應(yīng)速率但縮短壽命。堿性/PEM操作溫度40-90℃，固體氧化物電解槽（SOEC）需650-1000℃。溫度控制需平衡效率與冷卻系統(tǒng)負(fù)載：

4. 核心性能參數(shù)

5. 運(yùn)維與壽命指標(biāo)

啟動(dòng)時(shí)間：PEM冷啟動(dòng)快于堿性槽，但頻繁啟停均加速衰減

電極材料：PEM需鉑/銥等貴金屬，堿性槽可用廉價(jià)鎳基電極

隔膜風(fēng)險(xiǎn)：PEM/AEM膜缺陷易引發(fā)氣體滲透，堿性槽隔膜易堵塞腐蝕

更換周期：堿性槽75,000小時(shí) vs PEM 60,000小時(shí)（理想條件）

催化劑中毒：水質(zhì)不純或腐蝕產(chǎn)物導(dǎo)致催化劑失效

6. 工程化因素

尺寸重量：PEM體積比堿性槽小30%，適合移動(dòng)場(chǎng)景

成熟度：堿性槽依托氯堿工業(yè)百年積累，PEM/堿性制氫均達(dá)TRL9級(jí)。