除了降低催化劑貴金屬載量，提高催化劑活性和穩定性外，膜電極制備工藝對降低電解系統成本，提高電解槽性能和壽命至關重要。根據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子交換膜兩側，這是2種制作工藝較大的區別。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，近年來新發展起來的電化學沉積法、超聲噴涂法以及轉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模普及，其需求量會大幅度上升。上海質子交換膜廠家

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。上海質子交換膜廠家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。

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的年產量，未來50年Ｉｒ供給可以滿足使用需求。

質子交換膜水電解器(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，氫健康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，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。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。

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。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。上海質子交換膜廠家

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，目前還無法實現大規模應用，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模的限制，暫時未達到工業應用程度，但其制氫效率高，未來具有穩定連續大規模制氫的潛力；ALK技術具備成本低、產氫規模大、技術成熟度高等優點，是目前應用較廣的水電解制氫技術，但是存在負荷調節幅度小、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，只能從電網取電制氫。上海質子交換膜廠家

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