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，氫健康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。降低催化劑與電解槽的材料成本，是PEM水電解制氫技術發展的研究重點。廣東Fumatech膜制備

為了加快PEMWE的發展，深入理解電極反應的動態過程，理論計算和實驗的結合，對具有實際應用前景的催化劑的進一步發展，催化劑性能的評價準則，對實驗室基礎研究中水系模型和實際操作差異的理解，集成膜電極組件的開發需要更多的研究。氫健康PEMWE的組裝方法，實際運行條件，包括離聚物，膜，氣體擴散層，極板，催化劑層在內的各個組分都是影響PEMWE性能的關鍵參數.對各個組分的發展和應用現狀進行綜述，同時對有實際應用前景的催化劑進行分析，包括負載型催化劑，銥/釕為主體的摻雜型催化劑。借助創新實驗方法和先進表征技術發展在揭示酸介質中動態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就。但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。Fumatech膜項目公司陰離子交換膜水電解、堿性水電解以及高溫固體氧化物水電解等4種水電解制氫技術的性能對比。

作為媒介氫氣促進可再生能源時空再分布，助力電力系統與難以深度脫碳的工業、建筑和交通運輸部門建立起產業聯系，不斷豐富氫氣的應用場景。這也為PEM水電解制氫技術帶來巨大的發展空間。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鍵材料有望明顯降低電解槽制造成本。氫健康應用推廣方面，當下電力系統中波動性可再生能源份額不斷上升，未來幾十年這一趨勢仍將延續。可再生能源制氫是單獨綠色低碳制氫方式，不但能提高電網靈活性，而且可遠距離運輸和分配可再生能源，支持可再生能源更大規模的發展。

堿性水電解制氫氫健康電解槽隔膜主要由石棉組成，起分離氣體的作用。陰極、陽極主要由金屬合金組成，如Ni-Mo合金等，分解水產生氫氣和氧氣。工業上堿性水電解槽的電解液通常采用KOH溶液，質量分數20%~30%，電解槽操作溫度70~80℃，工作電流密度約0.25A/cm2，產生氣體壓力0.1~3.0MPa，總體效率62%~82%。堿性水電解制氫技術成熟，投資、運行成本低，但存在堿液流失、腐蝕、能耗高等問題。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。可再生能源加速發展使得大規模消納可再生能源成為突出問題。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。

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。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。廣東電解水膜市場前景

PEM水電解制氫已步入商業化早期，制約技術大規模發展的瓶頸在于膜電極選用被少數廠家壟斷的質子交換膜。廣東Fumatech膜制備

我國將氫能氫健康作為戰略能源技術，給予持續的政策支持，推動產業化進程。在政策、資金等多因素疊加催化下，近幾年國內加氫站等基礎設施、產業鏈關鍵技術與裝備得到發展，形成長三角、珠三角、京津冀等氫能產業熱點區域。水電解制氫是指水分子在直流電作用下被解離生成氧氣和氫氣，分別從電解槽陽極和陰極析出。根據電解槽隔膜材料的不同，通常將水電解制氫分為堿性水電解（AE）、質子交換膜（PEM）水電解以及高溫固體氧化物水電解（SOEC）。目前SOEC制氫技術仍處于實驗階段。廣東Fumatech膜制備

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