曲线微导力系统+PEM纯水电解制氢系统联动 助力绿色办奥

　　2008年举行的夏季奥运会让世界重新认识了中国，北京展现了千年古都的新形象，让世界为之惊艳。2022年举行的冬季奥运会，北京则向全世界展现了一座更加迷人和自信的未来都市。

　　在过去的十年里，城市和社会在变，但奥运会留下的点滴已被传承，“绿色奥运”就是其中之一。

　　2008年，北京奥运会将“绿色奥运”列为三大理念之一，通过优化能源、大气治理和城市绿化，履行了对世界的庄严承诺。

　　2022年冬奥会，这座“双奥”之城再次吸引了全世界的目光，绿色能源、绿色交通、低碳场馆等无处不在的“绿意”，成为北京冬奥会的亮点，描绘出了一幅中国绿色可持续发展的优美画卷。

　　作为“绿色办奥、共享办奥、开放办奥、清洁办奥”四项办奥理念之首，“绿色办奥”再次成为我国向国际社会作出的庄严承诺。

　　首次使用“绿色”氢能点亮奥运会火炬

　　2022年2月4日，北京冬奥会在国家体育场“鸟巢”盛大开幕，火炬“飞扬”的小火苗成为本届冬奥会的主火炬，与往届奥运会大量使用液化天然气或丙烷等气体作为火炬燃料不同，北京2022年冬奥会首次使用氢能作为火炬燃料。大限度减少碳排放，向世界展示了中国绿色低碳的发展理念。

　　太阳能电水解催化制出氢 为火炬提供“绿色”燃料

　　奥运火炬变迁的背后是一场能源革命。火炬熊熊燃烧需要消耗大量燃料，氢能被认为是清洁、环保的燃料，其燃烧产物只产生能量和水。虽然氢能是一种清洁的可再生能源，在释放能源的过程中没有碳排放，但目前生产氢能的过程并不是100%零碳。根据制氢的来源，化石燃料(如石油、天然气、煤炭等)燃烧产生的氢气称为“灰氢”，生产过程中会产生二氧化碳等排放物。目前，市场上绝大多数氢气是“灰氢”，约占当今全球氢气产量的95%。

　　天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整产生的氢气称为“蓝氢”。虽然天然气也是一种化石燃料，在生产蓝色氢气时会产生温室气体，但由于采用了碳捕捉、利用和储存(CCUS)等技术，可以捕获温室气体，从而减少对地球环境的影响，实现低排放生产。

　　利用可再生能源(如太阳能、风能、核能等)生产的氢气被称为“绿氢”。例如，氢是由电解水通过可再生能源发电产生的。在生产氢气的过程中没有碳排放。但由于当前技术和制造成本的限制，“绿氢”实现大规模应用需要时间。

　　曲线微导力系统+PEM纯水电解制氢系统联动 助力绿色办奥

　　水电解制氢主要有三种类型：碱性水电解、质子交换膜水电解和固体氧化物水电解。固体氧化物电解技术由于工作温度过高而无法推广应用，限制了电解材料的选择、密封和操作控制。碱性电解水是电解水制氢中应用更为广泛的方法，但它存在污染和效率低的问题。聚合物薄膜电解槽即PEM水电解槽，将传统碱性电解槽中的隔膜和电解质替换为全氟磺酸型质子交换膜，可以在高电流密度下工作，体积小，效率高。生成的氢气纯度可高达99.999%。它被认为是更有前途的水电解技术。

　　PEM纯水电解制氢由于使用质子膜电解槽，纯水电解可物理分离高纯度氢气和氧气。氢是主要产物，氧是副产物。目前，该设备在我国广泛应用，包括电厂、化工、冶金、玻璃、医疗、高端实验室等，可逐步取代碱性液体电解制氢。PEM纯水电解制氢设备体积小，制氢纯度高≥99.9995%，整个操作过程无污染，操作简单，可实现远程无人值守。生产1m3氢气的实际纯水消耗量约为845-880g。制氢过程如下：

　　在制氢过程中，需要通过曲线微导力系统生产电解纯水，可以有效保证电解水的纯度，避免水中其他电解质对电解纯水的影响。曲线微导力系统依托于反渗透系统，对膜的脱盐率、膜回收率、膜材质、膜结构、膜系统设计等诸多方面进行大胆研发、创新。膜片采用一次成型技术，膜片厚度(Z)≥10μm，是常规半透膜(聚酰胺)的50倍以上，提高了膜的耐用性。膜元件开孔率高，可降低进膜压力，在保证产水质量、高回收率的前提下，节能降耗。与常规设备相比，该系统水利用率提高10-20%，能耗降低10-20%。大幅降低用水总量，实现绿色可持续发展。曲线微导力系统能高效、稳定、安全地生产纯水，保证电解槽的纯水供应，与PEM纯水电解制氢系统联动、联合控制运行，可实现全自动制水和远程数据上传。

　　石家庄一制氢站采用曲线微导力系统+PEM纯水电解制氢系统，可以提供源源不断的“绿氢”，助力绿色办奥。