在这次采访中，来自Nel Hydrogen的Dave Wolff向AZoM讲述了为什么工业设施使用氢气，以及PEM氢气如何成为现场氢气的更好选择。
为什么工业设施要使用氢?
氢是宇宙中含量最丰富的元素，但由于它的化学活性，几乎从来没有发现它是不结合的——它通常与其他物质结合。
氢主要是由于其化学性质而被用作还原剂。大量的氢被用于炼油和制造肥料。其他化学应用包括用于食用油氢化，如制造人造黄油。
由于氢的高导热性和低密度，它是至关重要的高效运行的发电厂，冷却绕组在发电机。
氢广泛应用于金属、金属粉末、玻璃和陶瓷的热加工，以减少表面氧化物，增强流动性和润湿性。
氢还被用作晶体生长、半导体制造和功能和装饰涂层的工艺气体，如晶体生长、外延和气相沉积工艺。
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氢的使用与地点或操作有什么关系?
虽然氢具有有用的化学性质和工业用途，但储存它也是极其危险的。由于其极度可燃性，每质量氢的能量含量巨大，燃烧速度快，易于从最小的开口泄漏，氢被美国环保署和职业安全与健康管理局列为高度危险物质。
EPA和OSHA，连同指导机构如NFPA，保险专家如FM，都使储存可观数量的氢变得困难。如果要储存氢，必须有严格的规定，规定储存容器周围必须留有多少未使用的“无菌”空间。对于每个氢气储存范围，NFPA规定了所需的无菌半径。2006年美国国家消防协会的一项研究得出结论，仅仅释放几瓶氢气就能产生爆炸，其爆炸半径可致27米以外的人受伤——爆炸面积超过半英亩。根据NFPA，一个高压氢钢瓶含有相当于35磅的化学炸药能量。TNT炸药。
氢是如何生产和运输到客户的?
与熟悉的工业气体不同，如氮气和氧气，氢不是空气制成。虽然可以在任何地方进行氮气和氧气的供应过程中，但在全球范围内使用的超过95％的氢气由烃重整 - 在该过程中释放大量二氧化碳进行。
作为最轻的元素，氢很难有效地分配给偏远的用户。一个普通的工业气瓶重175磅。它含有一磅多一点的氢。一整辆管式拖车重近4万磅。只能运输600磅。的氢。更糟糕的是，氢气的产地相对较少，这意味着满载氢气的管道拖车在返程时的重量几乎和离开时一样重——这意味着高昂的燃料成本。
液氢主要是为太空计划开发的，它可以通过液化来增加氢的密度，但需要耗费很高的能源和设备成本。app亚博体育液氢储存在客户的位置是高度管制的，因为氢气储存的巨大的能量含量- 2加仑液氢包含同样的35磅。TNT化学爆炸能量相当于一筒氢气——而液氢储罐平均在6000加仑范围内。
储存氢气的替代品是什么?
在许多过程中，如果使用的主要方法是危险的，用户会寻求更安全的替代方法。不幸的是，在大多数过程中，氢的替代品很少，而且在某些情况下，它们更危险，而不是更少。质子交换膜(PEM)技术的发展紧凑、自动化、可靠和具有竞争力的价格，使氢用户能够满足他们的天然气需求，无需分配、运输或存储。
PEM氢生成有什么不同？
虽然长期以来，利用碳氢转化技术生产氢气是可行的，但这种方法不适用于占地面积有限的地区或对天然气需求较小的客户。大规模的碳氢化合物转化是资本密集型的，主要以一个确定的速率进行操作，最好用于为炼油等工艺制造原料。一个氢气重整器，使用许多卡车和拖车，可能服务数百甚至数千不同的客户。
相比之下，PEM水电解设备设计用于各种氢需求和使用模式。app亚博体育PEM水电解使用电力将水分成纯氢和副产品氧气。
是什么使PEM电解水成为现场氢气供应的更好选择?
- 水垢—PEM水电解在任何水垢下都能有效地发挥作用，使得即使是小型个人用户也可以现场提供氢气
- 随负载变化-电化学操作使PEM水电解能够遵循用户的使用模式，因为它在很大范围内变化。PEM氢气发生器可以在0-100%的范围内连续变化，而碳氢化合物改进剂的效率非常有限。PEM水电解系统也可以根据客户的操作计划进行开关。
- 压力 - 因为氢是一种微小的，低密度和高度易燃的分子，所以压缩非常昂贵，需要高度专业化的设备。app亚博体育因此，可以高度重视PEM水电解设备提供加压氢的能力。app亚博体育
- 纯度 - 与碳氢化合物重整不同，这使得不纯的氢气，然后使用过滤清洁它，PEM水电解使氢气润湿，但否则仅需要干燥，以实现近电子级纯度。
- 零库存氢——最重要的是，PEM水电解设备可以设计成几乎没有车载氢库存。app亚博体育而一个气态氢储存系统可能包含500磅的氢(35磅。而用于流程工业的最大的PEM水电解系统，其含量不到0.03磅。氢的存量是它的1。6万倍。
- 标准化- PEM水电解氢系统是标准化的快速交付，可重复的结果，易于维护
- 没有Hazmats - PEM水电解系统含有没有危险的材料，并且当它们不操作时，它们根本不含氢气。亚博网站下载
- 绿色——虽然交付的氢几乎完全是由碳氢化合物制成的，在生产和交付过程中会导致温室气体排放，但PEM水电解法可以通过绿色电网或当地来源的电力进行操作，从而产生不排放二氧化碳的氢。
- Compact - PEM水电解系统紧凑，可放置在通用室内位置。PEM水电解氢发电机是当量储存的氢系统尺寸的一小部分，并且需要零无菌区域。
- 坚固可靠——2600+ PEM制氢系统在全球范围内运行，该技术具有可靠的运行记录，坚固可靠，持久耐用。
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关于大卫沃尔夫
Dave Wolff拥有超过35年的项目工程，工业气体发电和应用工程，营销和销售经验。自1999年以来，他一直是NEL氢的销售和营销领导者，负责美国东部地区的销售管理。
他在大型和小型氢气生产、氢气分配、储存和工业利用方面有着广泛的背景，并拥有跨多个行业的应用知识。
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