PEM水電解制氫技術(shù)具備快速啟停優(yōu)勢(shì),，能匹配可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性,，逐步成為P2G制氫主流技術(shù),。不同于堿性水電解和PEM水電解，高溫固體氧化物水電解制氫采用固體氧化物為電解質(zhì)材料,，工作溫度800~1000℃，制氫過程電化學(xué)性能明顯提升，效率更高,。SOEC電解槽電極采用非貴金屬催化劑，陰極材料選用多孔金屬陶瓷Ni/YSZ,，陽極材料選用鈣鈦礦氧化物,，電解質(zhì)采用YSZ氧離子導(dǎo)體，全陶瓷材料結(jié)構(gòu)避免了材料腐蝕問題,。高溫高濕的工作環(huán)境使電解槽選擇穩(wěn)定性高,、持久性好,、耐衰減的材料受到限制，也制約SOEC制氫技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景的選擇與大規(guī)模推廣,。在PEM水電解過程中,，電解槽陽極的析氧反應(yīng)是該過程的速控步驟,。河北飲用電解水

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(duì)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。河北飲用電解水然而,，所開發(fā)的催化劑及相關(guān)裝置的性能與工業(yè)應(yīng)用仍有一定差距,。

相比PEM水電解，AEM水電解選用固體聚合物陰離子交換膜作為隔膜材料,，膜電極催化劑,、雙極板材料可選性更寬廣，未來突破陰離子交換膜和高活性非貴金屬催化劑等關(guān)鍵材料有望明顯降低電解槽制造成本,。應(yīng)用推廣方面,，當(dāng)下電力系統(tǒng)中波動(dòng)性可再生能源份額不斷上升，未來幾十年這一趨勢(shì)仍將延續(xù),?？稍偕茉粗茪涫菃为?dú)綠色低碳制氫方式，不但能提高電網(wǎng)靈活性,，而且可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和分配可再生能源,，支持可再生能源更大規(guī)模的發(fā)展。作為媒介氫氣促進(jìn)可再生能源時(shí)空再分布,，助力電力系統(tǒng)與難以深度脫碳的工業(yè),、建筑和交通運(yùn)輸部門建立起產(chǎn)業(yè)聯(lián)系，不斷豐富氫氣的應(yīng)用場(chǎng)景,。這也為PEM水電解制氫技術(shù)帶來巨大的發(fā)展空間,。

PEM水電解制氫已步入商業(yè)化早期，制約技術(shù)大規(guī)模發(fā)展的瓶頸在于膜電極選用被少數(shù)廠家壟斷的質(zhì)子交換膜,，陰,、陽極催化劑材料需采用貴金屬以及電解能耗仍然偏高。解決上述難題是PEM水電解制氫技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展與推廣的關(guān)鍵,。為此發(fā)展新型水電解技術(shù)成為新趨勢(shì),，基于融合堿性水電解和PEM水電解各自優(yōu)勢(shì)的研究思路，采用堿性固體電解質(zhì)替代PEM的堿性固體陰離子交換膜（AEM）水電解制氫技術(shù)成為新方向,。另外選用聚芳醚酮和聚砜等廉價(jià)材料制備無氟質(zhì)子交換膜,，也是質(zhì)子交換膜的發(fā)展趨勢(shì)。水電解制氫是否屬于清潔氫，要根據(jù)電網(wǎng)電力的種類來判斷,。

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(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都呈現(xiàn)出較快的需求增長(zhǎng)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(zhǎng),。依據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟對(duì)未來燃料電池系統(tǒng)成本的預(yù)測(cè)以及美國(guó)能源部披露的成本結(jié)構(gòu),，綜合測(cè)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(chǎng)增量將持續(xù)增長(zhǎng),，到2025年,、2035年和2050年將分別為9.80億、49.01億和67.39億,，非?？捎^。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,。浙江電解水是什么

可再生能源加速發(fā)展使得大規(guī)模消納可再生能源成為突出問題。河北飲用電解水

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。質(zhì)子交換膜處于有機(jī)氟化工產(chǎn)業(yè)鏈末端,，其上游是有機(jī)氟化工的單體材料,，下游是基于質(zhì)子交換膜的氯堿工業(yè)、燃料電池,、電解水,、儲(chǔ)能電池等應(yīng)用領(lǐng)域。目前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的均為全氟質(zhì)子交換膜,，質(zhì)子交換膜使用的是全氟磺酸樹脂,，離子膜使用全氟磺酸樹脂、全氟羧酸樹脂的復(fù)合膜,。全氟磺酸樹脂具有強(qiáng)酸性,，全氟羧酸樹脂具有弱酸性，更能夠適應(yīng)氯堿工業(yè)中的堿性環(huán)境,。盡管目前全氟磺酸PEM應(yīng)用較普遍,，但仍存在成本較高,、尺寸穩(wěn)定性較差、溫度升高會(huì)降低質(zhì)子傳導(dǎo)性的缺點(diǎn),。河北飲用電解水

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