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——近日，科技日报记者在位于山西太原的潞安化工机械（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这样一幕，这是生产碱性水电解槽过程中的场景。

目前，潞安化机新能源装备分公司厂房面积5000平方米，拥有山西省内首条年产100台（套）电解槽的智能化、自动化生产线。

2024年12月21日，山西首台碱性水电解槽“晋华槽”在潞安化机下线。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。

创新设计实现低能耗制氢

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。尽管成本较高，但其产出的氢气纯度也相对较高。

潞安化机新能源装备分公司车间负责人王成林说，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。2022年，潞安化机与清华大学、碳能科技（北京）有限公司携手合作，共同研制低能耗强波动电解槽。

潞安化机总工程师仙运昌介绍，在联合研发过程中，科研团队通过对电流密度、新型电极和“热—电—流”场的研究，充分发挥企业制造安装技术优势，研制了高电密碱性水电解制氢装备——“晋华槽”。

研发过程中，团队还创新性提出多种设计：双极板采用全对称结构优化设计，提升电解槽的电流密度；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’的产氢量可达每小时1000标准立方米，可广泛应用于煤化工、石油炼化加氢、氢冶金、电厂掺氨燃烧等多个领域。”仙运昌介绍，“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，生产一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。它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。

63台设备支撑智能化生产

在潞安化机新能源装备分公司车间里，记者看到，全自动作业生产线正在平稳运行。在生产线电子看板上，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。

潞安化机副总经理李文忠说，下一步，公司将与清华大学等单位进一步合作，发挥技术及制造优势，推出撬装一体式制氢设备，开展电解水制氢、电解二氧化碳制一氧化碳等前沿技术攻关，加快氢能成套装备研发和制造。