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,。膜電極中析氫,、析氧電催化劑對整個水電解制氫反應(yīng)十分重要,。廣東太陽能電解水工藝

作為水電解槽膜電極的中心部件，質(zhì)子交換膜不但傳導(dǎo)質(zhì)子,，隔離氫氣和氧氣,，而且還為催化劑提供支撐，其性能的好壞直接決定水電解槽的性能和使用壽命,。長期被國外少數(shù)廠家壟斷,，質(zhì)子交換膜價格高達(dá)幾百~幾千美元/m2。為降低膜成本,，提高膜性能,，國內(nèi)外重點攻關(guān)改性全氟磺酸質(zhì)子交換膜、有機/無機納米復(fù)合質(zhì)子交換膜和無氟質(zhì)子交換膜,。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性,、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑。通過引入無機組分制備有機/無機納米復(fù)合質(zhì)子交換膜,，使其兼具有機膜柔韌性和無機膜良好熱性能,、化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)性能,，成為近幾年的研究熱點,。山東純水電解水膜電極根據(jù)催化層支撐體的不同，膜電極制備方法分為CCS法和CCM法,。

與堿性水電解制氫相比,，PEM水電解制氫工作電流密度更高（?1A/cm2），總體效率更高（74%~87%）,，氫氣體積分?jǐn)?shù)更高（>99.99%）,，產(chǎn)氣壓力更高（3~4MPa），動態(tài)響應(yīng)速度更快,，能適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動性,，被認(rèn)為是極具發(fā)展前景的水電解制氫技術(shù)。目前PEM水電解制氫技術(shù)已在加氫站現(xiàn)場制氫,、風(fēng)電等可再生能源電解水制氫,、儲能等領(lǐng)域得到示范應(yīng)用并逐步推廣。過去5年電解槽成本已下降了40%,，但是投資和運行成本高仍然是PEM水電解制氫亟待解決的主要問題,，這與目前析氧、析氫電催化劑只能選用貴金屬材料密切相關(guān),。為此降低催化劑與電解槽的材料成本,，特別是陰、陽極電催化劑的貴金屬載量,，提高電解槽的效率和壽命,，是PEM水電解制氫技術(shù)發(fā)展的研究重點,。

在技術(shù)層面，電解水制氫技術(shù)可分為堿性電解水制氫(ALK),、質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM),、固體氧化物電解水制氫(SOE)和陰離子交換膜電解水制氫（AEM）。其中,，堿性電解水技術(shù)較為成熟,，造價成本也較低；但是與可再生能源適配性較差,。其中,，堿性電解水技術(shù)較為成熟，但無法快速調(diào)節(jié)制氫速度,，與可再生能源適配性較差,。固體氧化物電解水制氫（SOE）采用固體氧化物為電解質(zhì)材料，適合在高溫環(huán)境下運作,，能效更高,，但處于初期示范階段。陰離子交換膜電解水制氫（AEM）以陰離子交換膜作為電解質(zhì)隔膜,，目前仍處于實驗室階段,。PEM電解水技術(shù)具有獨特優(yōu)勢。無污染,、無腐蝕,；擁有更高的質(zhì)子傳導(dǎo)性，提升電解效率,；同時有更寬的負(fù)載范圍和更短的響應(yīng)啟動時間,，與水電、風(fēng)電,、光伏（發(fā)電的波動性和隨機性較大）具有良好的匹配性,，較適合未來能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性,、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑,。

與ALK技術(shù)對比，PEM水電解制氫技術(shù)啟停速度快,、負(fù)荷波動范圍廣,、產(chǎn)氫壓力高，尤其適合利用可再生能源電力（尤其是離網(wǎng)電力）制氫,，是實現(xiàn)大規(guī)模水電解制氫應(yīng)用較有效的方式之一,。此外，它還可以實現(xiàn)對風(fēng)電,、水電,、光伏電等電力能源的調(diào)峰運行和對棄電資源的充分利用,，因而成為大規(guī)模、高效儲能的重要方式之一,。氫氣比重小,、擴散快，其導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的８.4倍,，因此常被用作發(fā)電機組的冷卻劑,，可以大幅降低風(fēng)摩擦損耗，對于1ＧＷ的發(fā)電機組,，氫氣純度每提高1％,，可以節(jié)約22８ｋＷ的能源。陰極,、陽極主要由金屬合金組成,，如Ni-Mo合金等，分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣,。河北富氫電解水價格

選用聚芳醚酮和聚砜等廉價材料制備無氟質(zhì)子交換膜電解水,，也是質(zhì)子交換膜電解水的發(fā)展趨勢。廣東太陽能電解水工藝

隨著可再生能源發(fā)電裝機容量不斷上升,、比例不斷增加,、可再生能源電力價格不斷下降；同時,，結(jié)合碳稅,、碳交易等利好政策,，水電解制氫的經(jīng)濟性將明顯提高,；而且，利用可再生能源電力的水電解制氫具備幾乎碳零排放的優(yōu)勢,，因此在各種制氫方式中,，水電解制氫的占比將大幅提升，成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手?，F(xiàn)階段,，CO2捕集、封存技術(shù)（CCS）和CO2捕集,、利用,、封存技術(shù)（CCUS）因成本過高，暫時不具備經(jīng)濟性,。而為了實現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo),，未來以化石能源制氫的方式勢必要受到限制或部分被清潔制氫方式取代。廣東太陽能電解水工藝

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