因此，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。一方面，可以通過提升催化劑、膜電極技術，以及電解槽整體技術，大幅度降低Ｉｒ的用量；另一方面，可以有效回收Ｉｒ資源，使其回收利用率達90％以上。Ｃｈｒｉｓｔｉｎｅ等分別分析了保守情況和樂觀情況下未來50年PEM水電解行業對Ｉｒ資源需求量的變化情況，氫健康保守情況下，即PEM電極的Ｉｒ負載量保持0.３３ｇ?ｋＷ不降低，則2045年前Ｉｒ的累計需求增長率與Ｉｒ有效回收情況的累計需求增長率相同。PEM燃料電池出貨量占比從44.9%進一步提升至82.7%，可見，全球PEM燃料電池出貨量高速增長。怎么質子交換膜

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。質子交換膜技術好嗎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。

膜電極中析氫、析氧電催化劑對整個水電解制氫反應十分重要。理想電催化劑應具有抗腐蝕性、良好的比表面積、氣孔率、催化活性、電子導電性、電化學穩定性以及成本低廉、環境友好等特征。陰極析氫電催化劑處于強酸性工作環境，易發生腐蝕、團聚、流失等問題，為保證電解槽性能和壽命，析氫催化劑材料選擇耐腐蝕的Pt、Pd貴金屬及其合金為主。現有商業化析氫催化劑Pt載量為0.4~0.6mg/cm2，貴金屬材料成本高，阻礙PEM水電解制氫技術快速推廣應用。為此降低貴金屬Pt、Pd載量，開發適應酸性環境的非貴金屬析氫催化劑成為研究熱點。

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。堿性水電解制氫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。氫健康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。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。

目前，全世界的氫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，氫健康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。目前PEM水電解制氫技術已在加氫站現場制氫、儲能等領域得到示范應用并逐步推廣。質子交換膜標志

通過引入無機組分制備有機納米質子交換膜，使其兼具有機膜柔韌性和無機膜良好熱性能成為近幾年的研究熱點。怎么質子交換膜

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。怎么質子交換膜

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