电解制氢电解槽与超声喷涂技术
在全球能源转型的宏大浪潮中，氢能正以其独特的优势，逐渐崭露头角，成为未来能源发展版图中的关键力量，被视作达成碳达峰、碳中和宏伟目标的必经之路。当下，氢气的主要来源多依赖天然气和煤等化石燃料，然而，这种生产方式难以避免地会排放出大量二氧化碳，给环境带来沉重负担。与之形成鲜明对比的是，电解水所产出的氢气，因其在生产过程中几乎不产生碳排放，被赞誉为 “绿氢”，已然成为氢气生产领域的终极发展方向。可惜的是，现阶段 “绿氢” 的生产成本远远高于传统化石燃料制氢，这一难题严重制约了 “绿氢” 的大规模推广与应用。深入剖析碱性电解槽（AWE）和质子交换膜电解槽（PEM）这两种主流电解技术的制氢成本构成，不难发现，设备折旧与电力成本犹如两座大山，占据了总成本的绝大部分。由此可见，探寻有效的降本措施迫在眉睫，主要聚焦于降低电价以减轻电力成本压力，延长电解槽工作时长来摊薄折旧及其他固定成本，以及借助技术革新和规模化生产手段，降低电解槽尤其是 PEM 电解槽的设备成本。
近年来，温室气体排放的持续加剧，使得全球气温一路攀升，气候问题愈发严峻，已然成为全人类共同面临的重大挑战。为积极应对这一危机，2016 年，全球主要国家携手签订了《巴黎气候协定》，凝聚起应对气候变化的全球共识，各国纷纷制定并实施二氧化碳减排计划。我国更是在 2020 年郑重宣布了 “双碳目标”，即于 2030 年实现碳达峰，2060 年达成碳中和。为了如期实现这一宏伟政策目标，加速使用低碳清洁的可再生能源，全面替代当前高碳的煤、石油等化石能源，变得刻不容缓。在这场波澜壮阔的能源变革进程中，氢能凭借其清洁无污染、单位质量能量密度高、具备可存储性、可再生且来源广泛等诸多显著优势，脱颖而出，成为世界各国竞相研发的新能源技术首选，甚至被冠以 21 世纪 “终极能源” 的美誉。目前，氢气主要作为工业生产的基础原料，广泛应用于炼油、合成氨、合成甲醇等各类化工行业。随着近年来燃料电池技术的逐步成熟，以及燃料电池汽车的商业化推广进程不断加速，氢气作为动力燃料的巨大潜力日益受到各界高度重视。据预测，到 2050 年，氢气在我国能源消费结构中的占比有望达到 10%，极有可能逐步取代传统汽柴油，彻底重塑人类的动力能源格局，有力推动第三次能源革命的全面爆发。
目前，氢气生产主要依赖天然气制氢或煤制氢，但这些方式会产生二氧化碳，属于 “灰氢”。而业界一致公认的发展方向是 “绿氢”，即生产过程零碳排放。当下，绿氢的主要生产方式是电解水，借助电能将水分子在电极上分解为氢气和氧气。电解水的核心设备是电解槽，根据电解质的差异，可分为碱性电解槽（AWE）、质子交换膜电解槽（PEM）、固体氧化物电解槽（SOEC）三类。
电解水作为 “绿氢” 生产的主要途径，是氢能发展不可或缺的关键技术，更是实现 “双碳” 目标的重要支柱，而电解槽则是电解制氢的核心设备。通过对当前市场上主流的碱性电解槽和 PEM 电解槽的制氢成本分析可知，现阶段电解制氢成本仍远高于化石能源制氢，缺乏经济竞争力，其成本主要由电解槽设备折旧和电费两部分构成，两者合计占比超过 90%。未来的降本空间主要集中在降低电价、增加电解槽工作时间以摊薄固定成本，以及通过技术进步和规模化生产降低电解槽投资成本（特别是 PEM 电解槽）等方面。
在这一关键节点，驰飞超声波喷涂技术的出现，为电解槽性能提升和成本降低带来了新的希望。驰飞超声波喷涂技术在电解槽领域展现出卓越的应用价值。在电极涂层制备过程中，该技术利用超声波的高频振动，将涂层材料精准地雾化成极其细小的颗粒，随后通过精确控制的气流，均匀且稳定地将这些微小颗粒喷涂到电极表面。这一独特工艺带来了诸多显著优势。首先，在涂覆精度方面，驰飞超声波喷涂技术能够实现微米级别的高精度涂覆，确保电极涂层厚度均匀一致，极大地提升了电极的性能稳定性和反应效率。其次，从材料利用率来看，由于其出色的雾化效果，涂层材料能够得到充分利用，大幅减少了材料浪费，显著降低了生产成本。再者，该技术对不同类型和尺寸的电解槽电极具有极强的适应性，无论是碱性电解槽还是 PEM 电解槽，都能完美适配，展现出卓越的兼容性。此外，在环保层面，超声波喷涂过程无需高温，极大地降低了能耗，减少了对环境的污染，完全符合绿色制造的先进理念。
随着 “双碳” 政策的持续推进与深化，可再生能源（如光伏、风电等）电力成本不断降低，氢燃料电池汽车的规模化推广进程加速，以及氢能市场的逐渐成熟，市场对氢气的需求必将迎来爆发式增长。尽管在中短期内，传统化石原料生产的 “灰氢” 仍将占据市场主导地位，但长远来看，通过 “绿色” 电力电解水制氢必将成为未来低碳经济的主流方向，也是氢能发展的必由之路。随着氢能的广泛推广和技术的持续进步，“绿氢” 成本必将降至可接受范围，电解水制氢也将成为氢气的主要来源，氢能社会的美好愿景终将成为现实。而驰飞超声波喷涂技术在电解槽中的应用，无疑将为这一伟大目标的实现注入强大动力，助力氢能产业迈向新的发展高峰。
关于驰飞
驰飞的解决方案是环保、高效和高度可靠的，可大幅减少过量喷涂，节省原材料，并提高均一性、转移效率、均匀性和减少排放。为企业提供围绕功能涂层的全套解决方案及长期技术支持，保证客户涂层稳定量产；针对特殊器械涂层需求，提供涂层定制研发服务；提供各类涂层代工服务。
杭州驰飞是超声镀膜系统开发商和制造商，产品主要应用于燃料电池质子交换膜喷涂、薄膜太阳能电池、钙钛矿、微电子、半导体、 纳米新材料、玻璃镀膜、 生物医疗、纺织品等领域。
