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。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。Fumatech膜電解水

質子交換膜電解水水電解器(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、更高的質子電導率、更低的歐姆損耗和氣體交叉率的優點。借助創新的實驗方法和先進的表征技術，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。本綜述重點介紹了在酸性介質中開發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，氫健康所開發的催化劑及相關裝置的性能與工業應用仍有一定差距。上海鈞希膜項目公司單純從規模和用量來看，Ir資源儲量難以維持行業的發展，必須對現有的PEM水電解技術進行完善和升級。

質子交換膜電解水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電解水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。

在技術層面，電解水制氫技術可分為堿性電解水制氫(ALK)、質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，堿性電解水技術較為成熟，造價成本也較低；但是與可再生能源適配性較差。氫健康其中，堿性電解水技術較為成熟，但無法快速調節制氫速度，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材料，適合在高溫環境下運作，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隔膜，目前仍處于實驗室階段。PEM電解水技術具有獨特優勢。無污染、無腐蝕；擁有更高的質子傳導性，提升電解效率；同時有更寬的負載范圍和更短的響應啟動時間，與水電、風電、光伏（發電的波動性和隨機性較大）具有良好的匹配性，較適合未來能源結構的發展。氫能的應用除了可以減少碳排放、助力碳達峰，還可以通過氫與二氧化碳反應制成有機化學品，實現碳中和。

氫燃料電池車被視為新能源汽車的下一個風口。質子交換膜作為氫燃料電池中心部件，其質量好壞直接影響電池的使用壽命。從價值量看，氫能源燃料電池中成本占比較高的自然是燃料電池電堆，其次是儲氣瓶，而在燃料電池堆中，氫健康有個關鍵材料，那就是質子交換膜，且成本占到了28%，從整體看，質子交換膜成本約占燃料電池總成本的4.08%，幾乎決定了燃料電池的成本。質子交換膜上游主要包括基礎材料和過程材料兩個部分：基礎材料即螢石，利用上游原材料制備可用于后續加工的各類全氟、非全氟以及特種樹脂。下游應用方面，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。固體氧化物電解水制氫采用固體氧化物為電解質材料，適合在高溫環境下運作，能效更高，但處于初期示范階段。江蘇堿性制氫膜生產企業

近幾年國內加氫站等基礎設施、產業鏈關鍵技術得到發展，形成長三角、珠三角、京津冀等氫能產業熱點區域。Fumatech膜電解水

區別于堿性水電解制氫氫健康，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、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。Fumatech膜電解水

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