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，膜電極制備工藝對降低電解系統(tǒng)成本,，提高電解槽性能和壽命至關重要,。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，氫健康是膜電極制備的主流方法,。氫健康在CCS法和CCM法基礎上,，近年來新發(fā)展起來的電化學沉積法、超聲噴涂法以及轉(zhuǎn)印法成為研究熱點并具備應用潛力,。新制備方法從多方向,、多角度改進膜電極結構，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堆放,，氣體擴散層孔隙分布雜亂等結構缺陷,，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性能,。雖然陽極催化劑成本在整個電解槽成本中占比不大，但若電解制氫技術大規(guī)模普及,，其需求量會大幅度上升,。上海質(zhì)子交換膜廠家

PEM水電解制得的氫氣純度高氫健康，而且其制氫負荷可以實現(xiàn)在0～1之間智能連續(xù)自動化控制,，因而PEM水電解制氫逐步取代了傳統(tǒng)的堿水制氫和氫氣瓶組等方式,。由于氫氣可以大規(guī)模長時間存儲，相對于其他儲能方式,，在時間尺度和規(guī)模尺度上均有明顯優(yōu)勢,；結合可再生能源電力的波動性，可以充分發(fā)揮氫氣的儲能優(yōu)點,，并實現(xiàn)大規(guī)模低成本制氫,。在PEM水電解過程中，電解槽陽極的析氧反應是該過程的速控步驟,。陽極反應過電勢與陰極反應過電勢的大小,，是水電解制氫效率高低的主要影響因素之一，通常陽極反應過電勢遠遠高于陰極反應過電勢,。上海質(zhì)子交換膜廠家由于氫氣可以大規(guī)模長時間存儲,，相對于其他儲能方式，在時間尺度和規(guī)模尺度上均有明顯優(yōu)勢,。

在未來前20年中因Ｉｒ使用壽命及裝置未到報廢時限等因素,，PEM水電解裝置中Ｉｒ資源回收利用還沒有得到有效實施，因此對新Ｉｒ資源需求總量增長較快，到2045年Ｉｒ的需求量達到約1.5ｔ?ａ,，小于Ｉｒ的產(chǎn)量,，因而供給可以滿足需求。在2045—2070年,，新增PEM水電解裝置裝機容量不斷加大,，同時Ｉｒ資源的回收利用量也不斷加大。由于Ｉｒ資源的回收利用,，氫健康Ｉｒ資源的累計需求增長率增長幅度不斷減小,，到2070年Ｉｒ的需求量為2ｔ左右，增幅不大,。因此,，按照目前Ｉｒ的年產(chǎn)量，未來50年Ｉｒ供給可以滿足使用需求,。

質(zhì)子交換膜水電解器(PEMWE)技術在可再生能源的電催化制氫方面受到關注。它具有立即響應,、更高的質(zhì)子電導率,、更低的歐姆損耗和氣體交叉率的優(yōu)點。借助創(chuàng)新的實驗方法和先進的表征技術,，氫健康在揭示酸性介質(zhì)中動態(tài)OER的復雜性和開發(fā)高效穩(wěn)定的電催化劑方面取得了重要成果,。本綜述重點介紹了在酸性介質(zhì)中開發(fā)OER電催化劑的反應和降解機制以及較新進展。此外,，還在設備層面討論了PEM水電解的進展,。然而，所開發(fā)的催化劑及相關裝置的性能與工業(yè)應用仍有一定差距,?？稍偕茉粗茪涫菃为毦G色低碳制氫方式，不但能提高電網(wǎng)靈活性,，而且可遠距離運輸和分配可再生能源,。

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)境下氫健康，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為Ｏｓ＞Ｒｕ＞Ｉｒ＞Ｐｔ＞Ａｕ,；但從金屬穩(wěn)定性角度來講,，其穩(wěn)定性由高到低的順序為Ａｕ＞Ｐｔ＞Ｉｒ＞Ｒｕ＞Ｏｓ。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,。析氫催化劑材料選擇耐腐蝕的Pt、Pd貴金屬及其合金為主,。新型制氫膜電解水

近幾年國內(nèi)加氫站等基礎設施,、產(chǎn)業(yè)鏈關鍵技術得到發(fā)展，形成長三角,、珠三角,、京津冀等氫能產(chǎn)業(yè)熱點區(qū)域。上海質(zhì)子交換膜廠家

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種水電解制氫技術的性能對比,。氫健康可知：在各種水電解制氫技術中，AEM技術成熟度低,，目前還無法實現(xiàn)大規(guī)模應用,，但是由于其不使用貴金屬催化劑，同時兼具PEM和ALK制氫的優(yōu)點,，未來將會成為取代PEM制氫的替代技術,；SOEC制氫技術由于固體氧化物的壽命和制氫規(guī)模的限制，暫時未達到工業(yè)應用程度,，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技術具備成本低,、產(chǎn)氫規(guī)模大,、技術成熟度高等優(yōu)點，是目前應用較廣的水電解制氫技術,，但是存在負荷調(diào)節(jié)幅度小,、啟動響應慢、需要堿液處理過程等缺點,，特別不適合可再生能源電力波動性的特點,，只能從電網(wǎng)取電制氫。上海質(zhì)子交換膜廠家

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