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Nigel Williamson博士和Joe Scott对氢作为未来的清洁能源充满热情，他们希望找到PEM电解槽的替代品，因为他们认为这些产品存在“采用障碍”。他们意识到，生产氢气最清洁的方法是通过无膜电解水技术，它将是一种更便宜、更可靠的技术。
这两家公司于2012年成立了Clean Power Hydrogen公司(CPH2)，旨在为我们的子孙后代创造更清洁的环境。进入绿色技术领域——一个高增长、高盈利的市场，他们开发了一种无膜电解槽™，能够比其他电解槽更快、更可靠、更经济地生产氢气。
在这里，Jon Duffy，CPH2的首席执行官，将告诉我们更多细节。
您能跟我们分享一下CPH2创立的故事和公司从成立到现在的历程吗？
JD：CPH2来自两个男人的构想——Nigel Williamson博士和Joe Scott，他们在2008年第一次见面。Nigel已经在氢工业行业工作，而Joe已经建立了他自己的注射成型公司，在爱尔兰Streamstown。CPH2于2012年在爱尔兰成立，随后于2016年成立了Clean Power Hydrogen Group Ltd。
独特的无膜电解技术的开发始于2013年。2016年，该公司建造了一个原型，以证明无膜电解的概念是有效的。2018年，该公司搬到了位于唐卡斯特的现有场所。此时，Clive Brook已加入该公司，担任董事长兼首席财务官。
在2017年和2019年，CPH2完成了来自个人投资者的外部融资，这种做法在2020年也重复过，进一步筹集了300万英镑。公司发展迅速，并在2020年大流行期间持续发展。所有的员工仍然在职，随着业务扩展到邻近的大楼，更多的员工被招募。自2019年以来，员工人数已从8人增加到30多人。
对于那些不熟悉这项技术的读者，您能解释一下无膜与传统的PEM/AEM电解之间的区别吗？
JD：无膜技术将彻底改变电解槽市场。制造成本更低，使用寿命更长，运营成本最低，因此，它生产的氢气平均成本是所有系统中最低的。我们的技术简单、安全、可持续且可扩展。
传统上，通过水电解制氢是使用几种类型的电解槽来实现的。包括质子交换膜(PEM)和碱性阴离子交换膜分离(通常称为AEM)技术。这些技术中使用的膜与PEM系统中的贵金属催化剂相结合，对采用产生了限制，如高成本、低可靠性、低效率和缺乏可扩展性。
顾名思义，PEM技术在每个电池中使用膜来封装电解质并在生成点分离气体。这些系统通过堆栈循环纯水，而不是CPH2技术使用的碱性水溶液。PEM技术依赖于由酸性聚合物膜的离子导电特性。
为了发生跨膜的离子转移（将水分解为氢和氧的过程），需要强大的催化剂。这些催化剂通常来自铂族金属(PGM)，是一种昂贵且有限的资源。膜的制造能力也有限。
碱性膜分离技术(AEM)是一项成熟的技术，它使用由电池组成的电池组，其中气体通过膜分离，电池组中每个电池的阳极产生氧气，阴极产生氢气。阳极和阴极之间是隔膜。正是这种膜将氢气和氧气保持在不同的流道中。
这种电池结构使堆栈比CPH2堆栈长得多，而且成本也高得多。此类系统中的膜对电解过程中的离子通过产生阻力，从而阻碍了最佳电效率。
通过膜分离气体，这些系统不需要低温分离来净化气体。相反，他们利用其他技术来获得适当的气体纯度。其中包括渐进式过滤和使用贵金属（钯）过滤器。后一种过滤技术会产生相当大的额外成本，需要定期维护，降低气体的体积吞吐量，同时在其运行中消耗大量电力。
为了驱动离子穿过膜，此类系统中的电解质必须具有大约30%(w/w)的高浓度，如果泄漏，将对健康和环境造成相当大的危害。
与CPH2技术不同，这些膜分离电解槽对电力波动的响应时间很慢。正是由于这个原因，它们被认为不太适合与太阳能、风能和波浪发电技术相关联。
CPH2无膜电解槽(MFE)采用不同的方法将水分解。
水与电解液混合并流过电堆，在电堆中产生混合气体。它在CPH2专利系统中进行干燥和低温分离，以生产用于储存的医用氧气和纯化氢气。这种从水中制氢的方法非常独特。
尽管CPH2系统像膜分离碱性系统一样使用碱性水电解质，但使用的浓度要低得多，提供了一种更加环保的介质。
MFE（包括堆栈）由现成的材料制成，不含PGM，并且易于组装。超过90%的材料可回收或可重复使用，大量组件可以由机器人组装，确保尽可能低的成本和尽可能高的质量。
为什么说无膜电解技术是开启绿色氢社会的关键？
JD：可持续性是为自己和孩子们创造一个安全可靠的未来的关键。使用不断减少的资源是不可持续的。早期失败的技术也是如此，因为这些将成为我们家庭和工业的不可靠电源。CPH2无膜技术在开发时考虑到了可持续性，使用现成的、无处不在的材料，这些材料在其寿命结束时可以重复使用或回收。
CPH2技术在电力的有效利用方面与竞争技术相当或更好。它完全由可再生能源供电，可以储存多余的电力以备后用。
目前市场对这项技术的接受度如何？
JD：对无膜概念的兴趣正在迅速增加。到目前为止，至2021年，收到的可靠询价数量急剧增加，意向订单的规模从数百兆瓦上升到了千兆瓦。
自2020年12月首次商业销售以来，CPH2宣布了来自Octopus Hydrogen和NI Water等更具战略意义的订单。无膜的优点包括更快的构建时间、更少的维护、更长的使用寿命、操作简单和设计可扩展性，这有助于买方做出决定。
由于使用竞争技术的系统经常发生膜故障并且维修时间很长，因此不使用膜的CPH2电解槽技术对电力和能源安装规划人员的吸引力越来越大。
绿色制氢面临哪些挑战，如何去克服？
JD：有人称其为绿色氢，有人称其为清洁氢。有很多解释。基本上，它意味着由可再生电力（风能、太阳能或潮汐能）产生的氢气。如果你投入可再生电力，你就会得到绿色氢。但绿色不仅仅是关于最终产品。生产它的电解槽呢？组件有多环保？它们是可重复使用的还是可回收的？它们会耗尽世界资源还是污染环境？问题是，“你想要多深的绿色？”
随着世界加速化石燃料退役，向可再生能源和环保燃料方向发展，绿色制氢将成为主流，而CPH2的志向是引领这股潮流。
CPH2创新技术的关键要素是无需膜即可电解水，并结合使用低温技术分离氢气和氧气。这种独特的制氢方法在应用中提供了一些灵活性，因为电解过程中的氧气和热量也可以通过对基本产品进行简单的重新设计来收集，以便为许多应用提供服务，例如供热网络的水预热，或使用氢气和氧气的组合进行燃烧来驱动蒸汽轮机，而不产生NOx气体。（图片来自CPH2官网）
设备特点：
CPH2的电解设备具有高度灵活，可以根据所选市场的具体操作要求进行定制。CPH2的氢气系统为现有绿色制氢技术提供了可行、经济、可靠和可持续的替代方案：
-高达25年的寿命
-所有水电解制氢技术中最低的OPEX和LCOH
-没有膜会降解或失效
-通过低温气体分离提供纯氢和医用级氧气
-安装快速，维护简单
-模块化设计，可轻松扩展
（素材来自：氢视点/CPH2 全球氢能网、新能源网综合） |
