PEM水電解槽采用PEM傳導質子，隔絕電極兩側的氣體，避免AWE使用強堿性液體電解質所伴生的缺點。PEM水電解槽以PEM為電解質，以純水為反應物，加之PEM的氫氣滲透率較低，產生的氫氣純度高，但需脫除水蒸氣；電解槽采用零間距結構，歐姆電阻較低，明顯提高電解過程的整體效率，且體積更為緊湊；壓力調控范圍大，氫氣輸出壓力可達數兆帕，適應快速變化的可再生能源電力輸入。氫健康因此，PEM電解水制氫是極具發展前景的綠色制氫技術路徑。由于PEM電解槽的陽極處于強酸性環境（pH≈2）、電解電壓為1.4~2.0V，多數非貴金屬會腐蝕并可能與PEM中的磺酸根離子結合，進而降低PEM傳導質子的能力。PEM電解槽的電催化劑研究主要是Ir、Ru等貴金屬/氧化物及其二元、三元合金/混合氧化物，以鈦材料為載體的負載型催化劑。通過提升催化劑、膜電極技術，以及電解槽整體技術，大幅度降低Ir的用量。山東杜邦膜替代膜前景

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材料，工作溫度800~1000℃，制氫過程電化學性能明顯提升，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，電解質采用YSZ氧離子導體，全陶瓷材料結構避免了材料腐蝕問題。高溫高濕的工作環境使電解槽選擇穩定性高、持久性好、耐衰減的材料受到限制，也制約SOEC制氫技術應用場景的選擇與大規模推廣。PEM水電解制氫技術具備快速啟停優勢，能匹配可再生能源發電的波動性，逐步成為P2G制氫主流技術。電解制氫膜廠家SOEC電解槽電極采用非貴金屬催化，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。

在技術層面，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是較早工業化的水電解技術，已有數十年的應用經驗，較為成熟；PEM電解水技術近年來產業化發展迅速，SOE水電解技術處于初步示范階段，而AEM水電解研究剛起步。氫健康從時間尺度上看，AWE技術在解決近期可再生能源的消納方面易于快速部署和應用；但從技術角度看，PEM電解水技術的電流密度高、電解槽體積小、運行靈活、利于快速變載，與風電、光伏（發電的波動性和隨機性較大）具有良好的匹配性。隨著PEM電解槽的推廣應用，其成本有望快速下降，必然是未來5~10a的發展趨勢。SOE、AEM水電解的發展則取決于相關材料技術的突破情況。

與堿性水電解制氫相比，PEM水電解制氫工作電流密度更高（?1A/cm2），總體效率更高（74%~87%），氫氣體積分數更高（>99.99%），產氣壓力更高（3~4MPa），動態響應速度更快，能適應可再生能源發電的波動性，被認為是極具發展前景的水電解制氫技術。目前PEM水電解制氫技術已在加氫站現場制氫、風電等可再生能源電解水制氫、儲能等領域得到示范應用并逐步推廣。過去5年電解槽成本已下降了40%，但是投資和運行成本高仍然是PEM水電解制氫亟待解決的主要問題，這與目前析氧、析氫電催化劑只能選用貴金屬材料密切相關。氫健康為此降低催化劑與電解槽的材料成本，特別是陰、陽極電催化劑的貴金屬載量，提高電解槽的效率和壽命，是PEM水電解制氫技術發展的研究重點。膜電極特性與結構直接影響PEM水電解槽的性能和壽命。

質子交換膜可普遍應用于燃料電池、電解水、氯堿工業等領域。PEM燃料電池及電解水發展迅速，國內外市場都呈現出較快的需求增長和廣闊的發展前景。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%，氫健康可見，全球PEM燃料電池出貨量高速增長。依據中國氫能聯盟對未來燃料電池系統成本的預測以及美國能源部披露的成本結構，綜合測算，燃料電池應用領域每年為質子交換膜帶來的市場增量將持續增長，到2025年、2035年和2050年將分別為9.80億、49.01億和67.39億，非常可觀。借助創新的實驗方法，在揭示酸性介質中動態OER的復雜性和開發高效穩定的電催化劑方面取得了重要成果。廣東電解水隔膜工藝

析氫催化劑材料選擇耐腐蝕的Pt、Pd貴金屬及其合金為主。山東杜邦膜替代膜前景

高新技術成果在電解水膜，質子交換膜，陰離子交換膜，氫健康產品迅速推廣應用。能源工業正在由低技術向高技術過渡，新技術已迅速地滲透到能源勘探、開發、加工、轉換、輸送、利用的各個環節，例如自動化生產設備使煤礦開采效率成倍提高，新工藝和新技術促進了深海油田的開發。把握世界能源科技綠色低碳、智能、多元的貿易方向，合理規劃建設清潔低碳、安全現代能源體系的中長期愿景和目標，建立穩定的政策環境，把化石能源清潔利用、分布式能源和智能電網、安全核能、規模化可再生能源作為戰略優先方向，適時更新中長期發展戰略和行動計劃，并利用技術和產業路線圖指導技術研發和產業創新。電解水膜，質子交換膜，陰離子交換膜，氫健康產品行業的數字化轉型，就是發展數字能源，即利用數字技術，引導能量有序流動，構筑更清潔、更經濟、更安全的現代能源體系。隨著中國能源結構轉型升級的加速、全球能源供需格局的變化，能源行業出現了新的挑戰和機遇。未來能源行業將面臨的主要變化包括：對低碳清潔能源需求量上升，創新技術加速涌入能源行業，中國能源行業全球化發展加深。山東杜邦膜替代膜前景

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