Am 21. August erfuhr die Dimension Network vom Institut für Kohlechemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shanxi, dass das Team um Yin Xi kürzlich eine Reihe von zentralen Schlüsseltechnologien durchbrochen hat, darunter das Strukturdesign von 200-kW-AEM-Wasserelektrolyse-Stapeln mit 40 Nm³/h, die modulare Integration der Stapel, den Aufbau der gesamten Systemarchitektur sowie die zugehörige intelligente Steuerung. Zudem wurden die zentralen Umsetzungsschritte wie die Gesamtmontage der Anlage, die Systemintegration und die mehrdimensionale Leistungsvalidierung koordiniert abgeschlossen.

Angetrieben durch die Strategie der „Doppelten Kohlenstoffziele" erweitern sich die Anwendungsszenarien für grünen Wasserstoff im Inland kontinuierlich, und der Bedarf an Ausrüstung wächst stetig. Die AEM-Wasserelektrolyse-Technologie zur Wasserstofferzeugung (AEM: Anionenaustauschmembran) bietet Vorteile wie geringe Kosten und hohe Flexibilität und gilt als eine der nächsten Generationen von Mainstream-Wasserstofferzeugungstechnologien.

Allerdings ist das technische System für komplette AEM-Wasserstofferzeugungsanlagen im Inland derzeit noch nicht ausgereift, und es bestehen weiterhin zahlreiche technische Engpässe bei der technischen Umsetzung von Hochleistungsanlagen. Unter Hochleistungsbedingungen ist die Steuerung der Strömungsfelder im Stapel und der Verteilung der Gas-Flüssig-Zweiphasenströmung schwierig. Das Stapeln mehrerer Einzelzellen bringt Herausforderungen bei der Abdichtung und der Druckgleichverteilung mit sich. Darüber hinaus können sich die Elektrodenmaterialien nur schwer an wechselnde Betriebsbedingungen anpassen, was die Stabilität einschränkt. Nicht zuletzt mangelt es im Inland an referenzierbaren Hochleistungs-Engineering-Fällen, und es fehlen ausgereifte Erfahrungen bei der Anlagenintegration, der Systeminbetriebnahme und der Zuverlässigkeitsverifizierung, was die skalierte Umsetzung der Branche behindert.

Yin Xi erläuterte, dass bei dieser technologischen Entwicklung drei wichtige Durchbrüche erzielt wurden: Erstens wurde die Struktur der Elektrodenmaterialien optimiert, wodurch die Toleranz der Elektroden gegenüber stark alkalischen und wechselnden Lastbedingungen erheblich verbessert wurde. Dabei kann ein System auf Basis nicht-edelmetallischer Materialien verwendet werden, das sowohl die Geräteleistung als auch Kostenvorteile berücksichtigt. Zweitens wurde das Strömungsfelddesign der Hochleistungsstapel optimiert, wodurch das Problem der ungleichmäßigen Verteilung der Gas-Flüssig-Zweiphasenströmung unter Hochleistungsbedingungen gelöst, eine gleichmäßige Verteilung von Strom und Medium im Stapel sichergestellt und die Gesamtbetriebseffizienz sowie die Lebensdauer des Stapels verbessert werden. Drittens wurde ein hochstabiler Betrieb unter den Bedingungen erneuerbarer Wind- und Solarenergie erreicht. Dank der modularen Architektur und des selbst entwickelten intelligenten Steuerungssystems kann das Gerät seine Last schnell an die Einspeisung von Photovoltaik und Windkraft anpassen und unterstützt eine flexible Erweiterung auf Megawatt- und Tausend-Nm³/h-Maßstab, wodurch es sich für den technischen Bedarf der Wasserstofferzeugung vor Ort mit fluktuierenden erneuerbaren Energien eignet.

Yin Xi erklärte, dass dieses System nicht nur die zentralen Herausforderungen der Branche effektiv löst, sondern auch eine solide technologische Grundlage für die unabhängige und kontrollierbare Entwicklung, die industrielle Umsetzung sowie die skalierte, qualitativ hochwertige Entwicklung der chinesischen Wasserstoffenergieausrüstung legt. Kürzlich wurde die Anlage von einer von der Beijing Guoke Yuce High-Tech Industry Development Center organisierten Expertenprüfung dahingehend bewertet, dass die Gesamttechnologie international fortgeschrittenes Niveau erreicht hat. Darüber hinaus erhielt sie die Zertifizierung als „Erstausrüstung (Satz) für bedeutende technische Ausrüstung" der Stadt Peking.