堿性水電解制氫電解槽隔膜主要由石棉組成,，起分離氣體的作用。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,。工業(yè)上堿性水電解槽的電解液通常采用KOH溶液,，質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%~30%，電解槽操作溫度70~80℃,，工作電流密度約0.25A/cm2,，產(chǎn)生氣體壓力0.1~3.0MPa，總體效率62%~82%,。堿性水電解制氫技術(shù)成熟,，投資、運(yùn)行成本低,，但存在堿液流失,、腐蝕、能耗高等問題,。水電解槽制氫設(shè)備開發(fā)是國內(nèi)外堿性水電解制氫研究熱點(diǎn),。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,。長期被國外少數(shù)廠家壟斷,，質(zhì)子交換膜電解水電解水價(jià)格高達(dá)幾百~幾千美元/m2。浙江電解水飲料

雖然Ｉｒ陽極催化劑成本在整個(gè)電解槽成本中占比不大,，但若未來PEM水電解制氫技術(shù)大規(guī)模普及,，其需求量會大幅度上升。目前,，全世界Ｉｒ產(chǎn)量少于9ｔ?ａ,，因此在PEM水電解技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用后，陽極催化劑的成本占比會逐漸提升,。Ｉｒ資源儲量能否支撐整個(gè)PEM水電解制氫技術(shù)的未來發(fā)展,，成為業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，國外機(jī)構(gòu)對此進(jìn)行了相關(guān)研究預(yù)測,。按照目前用量水平來計(jì)算,，膜電極上的Ｉｒ用量為2ｍｇ?ｃｍ2，而膜電極典型運(yùn)行參數(shù)為4Ｗ?ｃｍ2,，因而1ＧＷ級PEM電解槽的Ｉｒ用量為500ｋｇ,。山東電解水實(shí)驗(yàn)裝置氫能的利用需要從制氫開始,，由于氫氣在自然界極少以單質(zhì)形式存在，需要通過工業(yè)過程制取,。

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?yàn)椋希螅荆遥酰荆桑颍荆校簦荆粒?；但從金屬穩(wěn)定性角度來講,，其穩(wěn)定性由高到低的順序?yàn)椋粒酰荆校簦荆桑颍荆遥酰荆希蟆?/p>

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(shí)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(shí)現(xiàn)對風(fēng)電,、水電,、光伏電等電力能源的調(diào)峰運(yùn)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(kuò)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(jī)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(jī)組,，氫氣純度每提高1％，可以節(jié)約22８ｋＷ的能源,。為此降低貴金屬Pt,、Pd載量,，開發(fā)適應(yīng)酸性環(huán)境的非貴金屬析氫催化劑成為研究熱點(diǎn)。

2020年9月,，在第七十五屆大會一般性辯論上,，中國提出力爭20３0年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、20６0年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),。在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中,，氫能的應(yīng)用除了可以減少碳排放、助力碳達(dá)峰,，還可以通過氫與二氧化碳反應(yīng)制成有機(jī)化學(xué)品,，實(shí)現(xiàn)碳中和。氫能在能源供給側(cè)和消費(fèi)終端轉(zhuǎn)型發(fā)展中可以發(fā)揮重要作用,。在能源供給側(cè),，氫能可以消納可再生能源電力，實(shí)現(xiàn)能量在時(shí)間上的存儲和空間上的轉(zhuǎn)移,。相對于其他儲能方式,，氫能具備規(guī)模優(yōu)勢；在能源消費(fèi)終端,，氫能可以實(shí)現(xiàn)零排放,、零污染，減少碳排放,。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。山東在電解水的實(shí)驗(yàn)中

相對于其他儲能方式,，氫能具備規(guī)模優(yōu)勢,；在能源消費(fèi)終端，氫能可以實(shí)現(xiàn)零排放,、零污染,，減少碳排放。浙江電解水飲料

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(jià)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(yùn)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(shí)驗(yàn)室階段,。PEM電解水技術(shù)具有獨(dú)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(shí)有更寬的負(fù)載范圍和更短的響應(yīng)啟動時(shí)間,，與水電、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,，較適合未來能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展。浙江電解水飲料

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