與ALK技術(shù)對(duì)比,，氫健康PEM水電解制氫技術(shù)啟停速度快、負(fù)荷波動(dòng)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(duì)風(fēng)電、水電,、光伏電等電力能源的調(diào)峰運(yùn)行和對(duì)棄電資源的充分利用,，因而成為大規(guī)模、高效儲(chǔ)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(duì)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。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,。質(zhì)子交換膜代理商

質(zhì)子交換膜電解水可普遍應(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%,，氫健康可見，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)子交換膜電解水帶來的市場(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^,。原生態(tài)質(zhì)子交換膜固體氧化物電解水制氫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。

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,，氫健康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,。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),。

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，氫健康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,，而且氫健康可遠(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,。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(yàn),，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,。氫健康從時(shí)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(dòng)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(shì),。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,。電解水制氫技術(shù)涵蓋技術(shù)分類,、堿水制氫應(yīng)用、質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫,。環(huán)保質(zhì)子交換膜

在第七十五屆大會(huì)一般性辯論上,，中國(guó)提出力爭(zhēng)2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),。質(zhì)子交換膜代理商

SOEC制氫技術(shù)由于固體氧化物的壽命和制氫規(guī)模的限制,，暫時(shí)未達(dá)到工業(yè)應(yīng)用程度，但其制氫效率高，未來具有穩(wěn)定連續(xù)大規(guī)模制氫的潛力,；ALK技術(shù)具備成本低,、產(chǎn)氫規(guī)模大、技術(shù)成熟度高等優(yōu)點(diǎn),，是目前應(yīng)用較廣的水電解制氫技術(shù),，氫健康但是存在負(fù)荷調(diào)節(jié)幅度小、啟動(dòng)響應(yīng)慢,、需要堿液處理過程等缺點(diǎn),，特別不適合可再生能源電力波動(dòng)性的特點(diǎn)，只能從電網(wǎng)取電制氫,。陰離子交換膜（AEM）水電解,、堿性水電解（ALK）以及高溫固體氧化物（SOEC）水電解等4種水電解制氫技術(shù)的性能對(duì)比?？芍涸诟鞣N水電解制氫技術(shù)中,，AEM技術(shù)成熟度低，目前還無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用,，但是由于其不使用貴金屬催化劑,，同時(shí)兼具PEM和ALK制氫的優(yōu)點(diǎn)，未來將會(huì)成為取代PEM制氫的替代技術(shù),。質(zhì)子交換膜代理商

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