PEMWE的組裝方法,實際運行條件,包括離聚物,膜,氣體擴散層,極板,催化劑層在內(nèi)的各個組分都是影響PEMWE性能的關(guān)鍵參數(shù).對各個組分的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀進行綜述,同時對有實際應(yīng)用前景的催化劑進行分析,包括負載型催化劑,銥/釕為主體的摻雜型催化劑。借助創(chuàng)新實驗方法和先進表征技術(shù)發(fā)展在揭示酸介質(zhì)中動態(tài)OER的復(fù)雜性和開發(fā)高效穩(wěn)定的電催化劑方面取得了重要成就,。但所開發(fā)的催化劑及相關(guān)器件的性能與工業(yè)應(yīng)用之間仍存在一定的差距,。為了加快PEMWE的發(fā)展，深入理解電極反應(yīng)的動態(tài)過程,理論計算和實驗的結(jié)合,對具有實際應(yīng)用前景的催化劑的進一步發(fā)展,催化劑性能的評價準則,對實驗室基礎(chǔ)研究中水系模型和實際操作差異的理解,集成膜電極組件的開發(fā)需要更多的研究,。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,。江蘇強堿電解水

區(qū)別于堿性水電解制氫,，PEM水電解制氫選用具有良好化學(xué)穩(wěn)定性、質(zhì)子傳導(dǎo)性,、氣體分離性的全氟磺酸質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)替代石棉膜,，能有效阻止電子傳遞，提高電解槽安全性,。PEM水電解槽主要部件由內(nèi)到外依次是質(zhì)子交換膜,、陰陽極催化層、陰陽極氣體擴散層,、陰陽極端板等,。其中擴散層、催化層與質(zhì)子交換膜組成膜電極,，是整個水電解槽物料傳輸以及電化學(xué)反應(yīng)的主場所,，膜電極特性與結(jié)構(gòu)直接影響PEM水電解槽的性能和壽命。將可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)化為氫氣,，可提高電力系統(tǒng)靈活性,，正成為可再生能源發(fā)展和應(yīng)用的重要方向。山東電解水有用嗎對于負載催化劑,，金屬-載體相互作用和基底的導(dǎo)電性至關(guān)重要,。

PEM水電解制氫技術(shù)具備快速啟停優(yōu)勢，能匹配可再生能源發(fā)電的波動性,，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)用場景的選擇與大規(guī)模推廣,。

在市場化進程方面,，堿水電解（AWE）作為較為成熟的電解技術(shù)占據(jù)著主導(dǎo)地位，尤其是一些大型項目的應(yīng)用,。AWE采用氫氧化鉀（KOH）水溶液為電解質(zhì),，以石棉為隔膜，分離水產(chǎn)生氫氣和氧氣,，效率通常在70%~80%,。一方面，AWE在堿性條件下可使用非貴金屬電催化劑（如Ni,、CO,、Mn等），因而電解槽中的催化劑造價較低,，但產(chǎn)氣中含堿液,、水蒸氣等，需經(jīng)輔助設(shè)備除去,；另一方面,，AWE難以快速啟動或變載、無法快速調(diào)節(jié)制氫的速度,，因而與可再生能源發(fā)電的適配性較差,。PEM水電解槽主要部件由內(nèi)到外依次是質(zhì)子交換膜、陰陽極催化層,、陰陽極氣體擴散層,、陰陽極端板等。

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^,。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。江蘇強堿電解水

氫利用的途徑主要是燃料電池移動動力,、分布式電站,、化工加氫，新興發(fā)展的是氫燃料汽輪機,、氫氣冶金等,。江蘇強堿電解水

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,，基于融合堿性水電解和PEM水電解各自優(yōu)勢的研究思路，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。江蘇強堿電解水

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