區別于堿性水電解制氫，PEM水電解制氫選用具有良好化學穩定性、質子傳導性、氣體分離性的全氟磺酸質子交換膜電解水電解水作為固體電解質替代石棉膜，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到外依次是質子交換膜電解水電解水、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、催化層與質子交換膜電解水電解水組成膜電極，是整個水電解槽物料傳輸以及電化學反應的主場所，膜電極特性與結構直接影響PEM水電解槽的性能和壽命。將可再生能源發電轉化為氫氣，可提高電力系統靈活性，正成為可再生能源發展和應用的重要方向。所開發的催化劑及相關器件的性能與工業應用之間仍存在一定的差距。山東大電流密度電解水制氫方法

作為水電解槽膜電極的中心部件，質子交換膜不但傳導質子，隔離氫氣和氧氣，而且還為催化劑提供支撐，其性能的好壞直接決定水電解槽的性能和使用壽命。長期被國外少數廠家壟斷，質子交換膜價格高達幾百~幾千美元/m2。為降低膜成本，提高膜性能，國內外重點攻關改性全氟磺酸質子交換膜、有機/無機納米復合質子交換膜和無氟質子交換膜。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑。通過引入無機組分制備有機/無機納米復合質子交換膜，使其兼具有機膜柔韌性和無機膜良好熱性能、化學穩定性和力學性能，成為近幾年的研究熱點。江蘇富氫電解水生產企業有哪些我國將氫能作為戰略能源技術，給予持續的政策支持，推動產業化進程。

雖然Ｉｒ陽極催化劑成本在整個電解槽成本中占比不大，但若未來PEM水電解制氫技術大規模普及，其需求量會大幅度上升。目前，全世界Ｉｒ產量少于9ｔ?ａ，因此在PEM水電解技術大規模應用后，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PEM水電解制氫技術的未來發展，成為業內普遍關注的焦點，國外機構對此進行了相關研究預測。按照目前用量水平來計算，膜電極上的Ｉｒ用量為2ｍｇ?ｃｍ2，而膜電極典型運行參數為4Ｗ?ｃｍ2，因而1ＧＷ級PEM電解槽的Ｉｒ用量為500ｋｇ。

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；但從金屬穩定性角度來講，其穩定性由高到低的順序為Ａｕ＞Ｐｔ＞Ｉｒ＞Ｒｕ＞Ｏｓ。綜合活性和穩定性等因素，目前工業上選用的PEM電解槽陽極催化劑以銥黑以及ＩｒＯ2等為主。將可再生能源發電轉化為氫氣，可提高電力系統靈活性，正成為可再生能源發展和應用的重要方向。

目前，全世界的氫產量約為70Ｍｔ?ａ，主要消費方向以石油煉制、化工原料為主。根據中國氫能聯盟研究院發布的數據，當單位制氫的碳排放（CO2）不高于4.9ｋｇ?ｋｇ時，制備的氫氣才是清潔的煤制氫的碳排放強度接近風電、水電制氫的20倍，天然氣制氫的碳排放強度也很高，兩種方式制氫的碳排放均遠超清潔制氫的碳排放標準；而以可再生資源發電，進行水電解制氫則能夠滿足清潔氫氣的碳排放標準。需要強調的是，采用水電解制氫時，只有利用可再生能源電力制取的氫氣才滿足低碳排放的標準；而利用不可再生能源電力制取的氫氣，從全生命周期來看，同樣存在碳排放量大的問題。因此，水電解制氫是否屬于清潔氫，要根據電網電力的種類來判斷。現階段，氫氣主要用作工業原料，但在發電、供熱、交通燃料等領域有巨大發展潛力。隨著可再生能源發電比例和規模不斷提升，間歇性電力“削峰填谷”的儲能作用將得到普遍體現。PEM電解水技術具有獨特優勢。大電流電解水裝置

水電解槽制氫設備開發是國內外堿性水電解制氫研究熱點。山東大電流密度電解水制氫方法

PEM水電解制得的氫氣純度高，而且其制氫負荷可以實現在0～1之間智能連續自動化控制，因而PEM水電解制氫逐步取代了傳統的堿水制氫和氫氣瓶組等方式。由于氫氣可以大規模長時間存儲，相對于其他儲能方式，在時間尺度和規模尺度上均有明顯優勢；結合可再生能源電力的波動性，可以充分發揮氫氣的儲能優點，并實現大規模低成本制氫。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。山東大電流密度電解水制氫方法

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