在酸性介質(zhì)中貴金屬Ru和Ir基催化劑具有優(yōu)異的活性和可應(yīng)用性,優(yōu)于其他鉑族金屬（如Rh、Pd和Pt）.盡可能多地暴露活性位點(diǎn),，提高本征活性,，以盡量減少貴金屬消耗,同時兼顧長期運(yùn)行的穩(wěn)定性是催化劑設(shè)計必須面臨的問題。對于負(fù)載催化劑,，金屬-載體相互作用和基底的導(dǎo)電性至關(guān)重要,。本節(jié)討論酸性O(shè)ER材料發(fā)展，并強(qiáng)調(diào)從機(jī)理分析性能提高.對金屬性質(zhì)(合金,單原子等)催化劑,氧化物(釕/銥氧化物,非貴金屬氧化物),金屬氧酸鹽類(鈣鈦礦,燒綠石,其它氧酸鹽類),其它無機(jī)金屬和非金屬材料進(jìn)行周到綜述,。隨著PEM電解槽的推廣應(yīng)用,，其成本有望快速下降，必然是未來5~10a的發(fā)展趨勢,。上海純水電解水制備
質(zhì)子交換膜可普遍應(yīng)用于燃料電池,、電解水、氯堿工業(yè)等領(lǐng)域,。PEM燃料電池及電解水發(fā)展迅速,，國內(nèi)外市場都呈現(xiàn)出較快的需求增長和廣闊的發(fā)展前景。從2011年到2019年,，PEM燃料電池出貨量占比從44.9%進(jìn)一步提升至82.7%,，可見，全球PEM燃料電池出貨量高速增長。依據(jù)中國氫能聯(lián)盟對未來燃料電池系統(tǒng)成本的預(yù)測以及美國能源部披露的成本結(jié)構(gòu),，綜合測算,，燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域每年為質(zhì)子交換膜帶來的市場增量將持續(xù)增長，到2025年,、2035年和2050年將分別為9.80億,、49.01億和67.39億，非?？捎^,。江蘇高功率電解水哪家好PEM電解水制氫是極具發(fā)展前景的綠色制氫技術(shù)路徑。
除了降低催化劑貴金屬載量,，提高催化劑活性和穩(wěn)定性外,，膜電極制備工藝對降低電解系統(tǒng)成本，提高電解槽性能和壽命至關(guān)重要,。根據(jù)催化層支撐體的不同,，膜電極制備方法分為CCS法和CCM法。CCS法將催化劑活性組分直接涂覆在氣體擴(kuò)散層,，而CCM法則將催化劑活性組分直接涂覆在質(zhì)子交換膜兩側(cè),，這是2種制作工藝較大的區(qū)別,。與CCS法相比,，CCM法催化劑利用率更高，大幅降低膜與催化層間的質(zhì)子傳遞阻力,，是膜電極制備的主流方法,。在CCS法和CCM法基礎(chǔ)上，近年來新發(fā)展起來的電化學(xué)沉積法,、超聲噴涂法以及轉(zhuǎn)印法成為研究熱點(diǎn)并具備應(yīng)用潛力,。新制備方法從多方向、多角度改進(jìn)膜電極結(jié)構(gòu),，克服傳統(tǒng)方法制備膜電極存在的催化層催化劑顆粒隨機(jī)堆放,，氣體擴(kuò)散層孔隙分布雜亂等結(jié)構(gòu)缺陷，改善膜電極三相界面的傳質(zhì)能力,，提高貴金屬利用率,，提升膜電極的電化學(xué)性能。
在技術(shù)層面,，電解水制氫主要分為AWE,、PEM水電解，固體聚合物陰離子交換膜（AEM）水電解,、固體氧化物（SOE）水電解,。其中，AWE是較早工業(yè)化的水電解技術(shù)，已有數(shù)十年的應(yīng)用經(jīng)驗,，較為成熟,；PEM電解水技術(shù)近年來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，SOE水電解技術(shù)處于初步示范階段,，而AEM水電解研究剛起步,。從時間尺度上看，AWE技術(shù)在解決近期可再生能源的消納方面易于快速部署和應(yīng)用,；但從技術(shù)角度看,，PEM電解水技術(shù)的電流密度高、電解槽體積小,、運(yùn)行靈活,、利于快速變載，與風(fēng)電,、光伏（發(fā)電的波動性和隨機(jī)性較大）具有良好的匹配性,。隨著PEM電解槽的推廣應(yīng)用，其成本有望快速下降,，必然是未來5~10a的發(fā)展趨勢,。SOE、AEM水電解的發(fā)展則取決于相關(guān)材料技術(shù)的突破情況,。在2045—2070年,，新增PEM水電解裝置裝機(jī)容量不斷加大，同時Ｉｒ資源的回收利用量也不斷加大,。
綜合活性和穩(wěn)定性等因素,，目前工業(yè)上選用的PEM電解槽陽極催化劑以銥黑以及ＩｒＯ2等為主。不同催化材料的陽極過電勢通常為200～500ｍＶ,。在高電位,、氧化、酸性環(huán)境下,，PEM電解槽對陽極催化劑材料的要求極為苛刻,，能滿足該要求的催化材料但限于某些貴金屬。通常,，活性越高的金屬,，其在水電解過程中越容易溶解，穩(wěn)定性越差,。例如：從金屬活性角度來講,，金屬活性由高到低的順序為Ｏｓ＞Ｒｕ＞Ｉｒ＞Ｐｔ＞Ａｕ；但從金屬穩(wěn)定性角度來講,，其穩(wěn)定性由高到低的順序為Ａｕ＞Ｐｔ＞Ｉｒ＞Ｒｕ＞Ｏｓ,。通常,，活性越高的金屬，其在水電解過程中越容易溶解,，穩(wěn)定性越差,。江蘇高功率電解水哪家好
質(zhì)子交換膜（PEM）在氫燃料電池、電解水制氫氣等領(lǐng)域中所交換的陽離子為質(zhì)子,，又被稱為離子膜,。上海純水電解水制備
除了降低催化劑貴金屬載量，提高催化劑活性和穩(wěn)定性外,，膜電極制備工藝對降低電解系統(tǒng)成本,，提高電解槽性能和壽命至關(guān)重要。根據(jù)催化層支撐體的不同,，膜電極制備方法分為CCS法和CCM法,。CCS法將催化劑活性組分直接涂覆在氣體擴(kuò)散層，而CCM法則將催化劑活性組分直接涂覆在質(zhì)子交換膜電解水電解水兩側(cè),，這是2種制作工藝較大的區(qū)別,。與CCS法相比，CCM法催化劑利用率更高,，大幅降低膜與催化層間的質(zhì)子傳遞阻力,，是膜電極制備的主流方法。在CCS法和CCM法基礎(chǔ)上,，近年來新發(fā)展起來的電化學(xué)沉積法,、超聲噴涂法以及轉(zhuǎn)印法成為研究熱點(diǎn)并具備應(yīng)用潛力。新制備方法從多方向,、多角度改進(jìn)膜電極結(jié)構(gòu),，克服傳統(tǒng)方法制備膜電極存在的催化層催化劑顆粒隨機(jī)堆放,，氣體擴(kuò)散層孔隙分布雜亂等結(jié)構(gòu)缺陷,，改善膜電極三相界面的傳質(zhì)能力，提高貴金屬利用率,，提升膜電極的電化學(xué)性能,。上海純水電解水制備
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