让“绿氢心脏”持续跳动——记潞安化工机械(集团)有限公司晋华槽的产业化之路

　　涂胶机器人快速挥舞着机械臂，发出“嘶嘶”的声音，将瞬干漆均匀涂抹在极板流道槽。这是本报记者近日在潞安化工机械(集团)有限公司(以下简称潞安化机)新能源装备分公司车间看到的一幕，也是生产碱性水电解槽过程中的场景。

　　2024年12月21日，山西省绿氢产业链高质量发展新技术发布会在潞安化机举行，山西首台碱性水电解槽——晋华槽自此下线。时隔3个月，生产线运行状态如何?记者走进潞安化机新能源装备分公司车间进行实地探访。

　　深度融合　创新研制晋华槽

　　作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，氢能对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要意义。目前，我国制氢方法多样，包括电解水制氢、水煤气法制氢、焦炉煤气冷冻制氢等。其中，电解水制氢因技术相对成熟且应用广泛而备受关注。

　　据新能源装备分公司车间负责人王成林介绍，电解槽是电解水制氢系统的“心脏”，其能耗直接影响制氢成本。推动氢能技术从实验室走向生产线，潞安化机需要克服实验技术转化周期长、见效慢，人才队伍组建难，科研思维与工程思维经常“碰撞”等困难。面对挑战，潞安化机与清华大学、碳能科技通力合作，组建了一支跨单位、产学研一体化的项目团队，走上了从实验室研究到产业化生产的快车道。

　　联合研发过程中，潞安化机结合自身拥有的压力容器许可规则设计资质、A1级压力容器制造资质、管道安装资质等优势，敢啃“硬骨头”，对技术进行消化吸收，实现了设计与实际的高度协同。

　　在各方共同合力攻坚下，经过半年多的努力，潞安化机终于研制出高电密碱性水电解制氢装备——晋华槽。

　　创新设计　实现低能耗制氢

　　“我们生产的电解槽是一种拥有自主知识产权的高新技术产品，能够满足不同客户对制备绿氢的需求。”潞安化机总工程师仙运昌表示。

　　研发过程中，团队还创新性地提出了多种设计，使槽内包含诸多“高科技”，如双极板采用全对称结构优化设计，提升电解槽的电流密度，提高电解槽制氢生产能力；阴极电极为新型雷尼镍复合电极，阳极电极负载高活性催化剂，提高了催化效率，降低了电解能耗；隔膜为碳能科技(北京)有限公司研发的新一代产品，有效提升了隔气性，增强了槽体的波动适应性；阳极腔采用多维柔性支撑扩散流场，确保“热—电—流”三场均一性，降低接触电阻。

　　“晋华槽的产氢量每小时达1000标准立方米，可广泛应用于煤化工、石油炼化加氢、氢冶金、电厂掺氨燃烧等领域。”仙运昌介绍说，晋华槽在工作状态下的额定电流密度可达每平方米5000安培，生产1标准立方米氢气的直流电耗仅为4.3千瓦时，具有电解效率高、综合能耗低、波动范围大等显著优势，可有效消纳陆上风电、海上风电以及光伏新能源发出的绿色电力，并将其转化为绿氢产品。

　　汇聚优势　打造系列化产品

　　王成林介绍说，潞安化机经过优化的BOP系统，多个电解槽共用一套BOP系统高效集成，提高生产效率和投资成本；智能自动采样分析，性能稳定可靠。对于气液分离系统，采用高效内件，提高分离效率；降低响应时间，提升精度；优化集成设计，降低成本；采用成熟工艺参数进行全过程监控与预警，提高安全性，并实现撬装模块化和制造标准化；为气体纯化系统设置大小回路，降低氢氧互混，并采用智能化控制，调节波动性能，设计多层防护功能，确保安全可靠。

　　在新能源装备分公司车间，记者看到全自动作业生产线正在平稳运行；生产线电子看板上，设备作业率、日计划进度、设备运行状态一览无余。

　　“我们融合了自动控制、声光电检测、AI算法、大数据、云平台等技术，实现100%自动化生产、100%质量自判定、100%产品数字化、100%信息共享。”王成林说，这条生产线包含25种63台专业化设备，智能范儿十足。以液压升降组装平台为例，机组配有高清监控系统，具备扫码以及多媒体记录功能，可采集、绑定、保存电解槽零部件数据，对电解槽组装过程、组装细节等信息进行追溯。

　　不仅如此，车间生产线还包括双极板自动焊接线、流道槽自动贴镍片线、镍丝网自动焊接线和隔膜系统，建有恒温恒湿房，配备支撑网自动电阻点焊机、焊缝气密检测机、隔膜自动裁切机等。它们共同支撑了电解槽的制造安装。

　　“未来，我们还将协同清华大学、碳能科技进行晋华槽的迭代升级，从优化电极和复合隔膜性能入手，对电解水制氢辅助系统进行优化集成，打造晋华槽系列化产品，为用户提供高效率、高可靠性、低成本的电解水制氢解决方案。”王成林说。