在技術(shù)層面，電解水制氫技術(shù)可分為堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水電解水制氫(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(shù)較為成熟，造價(jià)成本也較低；但是與可再生能源適配性較差。其中，堿性電解水技術(shù)較為...

PEM水電解制氫技術(shù)具備快速啟停優(yōu)勢(shì)，能匹配可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，逐步成為P2G制氫主流技術(shù)。不同于堿性水電解和PEM水電解，高溫固體氧化物水電解制氫采用固體氧化物為電解質(zhì)材料，工作溫度800~1000℃，制氫過(guò)程電化學(xué)性能明顯提升，效率更高。SOEC電解槽...

PEM水電解制得的氫氣純度高，而且其制氫負(fù)荷可以實(shí)現(xiàn)在0～1之間智能連續(xù)自動(dòng)化控制，因而PEM水電解制氫逐步取代了傳統(tǒng)的堿水制氫和氫氣瓶組等方式。由于氫氣可以大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，相對(duì)于其他儲(chǔ)能方式，在時(shí)間尺度和規(guī)模尺度上均有明顯優(yōu)勢(shì)；結(jié)合可再生能源電力的波動(dòng)性，...

常壓下PEMFC的工作溫度不能高于80℃，在0。4～0。5MPa壓力下不能超過(guò)102℃。工作溫度對(duì)燃料電池性能的影響，電壓-電流密度曲線線性區(qū)斜率隨著溫度的升高而降低，這說(shuō)明電池內(nèi)阻減小，此時(shí)在相同的電流密度下，工作電壓升高，燃料電池的功率增大，效率也有所提高...

質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)主要由質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板（又稱(chēng)雙極板）組成。聚合物電解質(zhì)膜被碳基催化劑所覆蓋，催化劑直接與擴(kuò)散層和電解質(zhì)兩者接觸以求達(dá)到較大的相互作用面。催化劑構(gòu)成電極，在其之上直接為擴(kuò)散層。電解質(zhì)、催化劑層和氣體擴(kuò)散層的組合被稱(chēng)...

質(zhì)子交換膜在實(shí)際應(yīng)用中，要求質(zhì)子交換膜具有高的質(zhì)子傳導(dǎo)率和良好的化學(xué)與機(jī)械穩(wěn)定性。全氟磺酸樹(shù)脂（PFSA）具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的質(zhì)子導(dǎo)電性能、高的水傳輸性能等優(yōu)勢(shì)，為燃料電池膜在復(fù)雜工況下的長(zhǎng)使用壽命提供了保障；增強(qiáng)材料為增強(qiáng)膜帶來(lái)優(yōu)異的力學(xué)性...

與ALK技術(shù)對(duì)比，PEM水電解制氫技術(shù)啟停速度快、負(fù)荷波動(dòng)范圍廣、產(chǎn)氫壓力高，尤其適合利用可再生能源電力（尤其是離網(wǎng)電力）制氫，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模水電解制氫應(yīng)用較有效的方式之一。此外，它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電、水電、光伏電等電力能源的調(diào)峰運(yùn)行和對(duì)棄電資源的充分利用，因而成...

PEM水電解制氫技術(shù)具備快速啟停優(yōu)勢(shì)，能匹配可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，逐步成為P2G制氫主流技術(shù)。不同于堿性水電解和PEM水電解，高溫固體氧化物水電解制氫采用固體氧化物為電解質(zhì)材料，工作溫度800~1000℃，制氫過(guò)程電化學(xué)性能明顯提升，效率更高。SOEC電解槽...

PEM電解水電解槽高效率運(yùn)行 PEM電解水或者燃料電池（相當(dāng)于電解槽的反向使用）需要持續(xù)高效率（這里的效率不是轉(zhuǎn)換效率，而是經(jīng)濟(jì)效率）運(yùn)行，需要有一部分能量用來(lái)推動(dòng)外電路的電子移動(dòng)，推動(dòng)電解質(zhì)中的離子移動(dòng)，推動(dòng)陰極電化學(xué)單向反應(yīng)，推動(dòng)陽(yáng)極電化學(xué)單向反應(yīng)，推動(dòng)反...

在酸性介質(zhì)中貴金屬Ru和Ir基催化劑具有優(yōu)異的活性和可應(yīng)用性,優(yōu)于其他鉑族金屬（如Rh、Pd和Pt）.盡可能多地暴露活性位點(diǎn)，提高本征活性，以盡量減少貴金屬消耗,同時(shí)兼顧長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性是催化劑設(shè)計(jì)必須面臨的問(wèn)題。對(duì)于負(fù)載催化劑，金屬-載體相互作用和基底的導(dǎo)電...

現(xiàn)階段，氫氣主要用作工業(yè)原料，但在發(fā)電、供熱、交通燃料等領(lǐng)域有巨大發(fā)展?jié)摿?。隨著可再生能源發(fā)電比例和規(guī)模不斷提升，間歇性電力“削峰填谷”的儲(chǔ)能作用將得到普遍體現(xiàn)。目前，全世界的氫產(chǎn)量約為70Ｍｔ，主要消費(fèi)方向以石油煉制、化工原料為主。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟研究院發(fā)布...

PEM電解水電解槽高效率運(yùn)行 PEM電解水或者燃料電池（相當(dāng)于電解槽的反向使用）需要持續(xù)高效率（這里的效率不是轉(zhuǎn)換效率，而是經(jīng)濟(jì)效率）運(yùn)行，需要有一部分能量用來(lái)推動(dòng)外電路的電子移動(dòng)，推動(dòng)電解質(zhì)中的離子移動(dòng)，推動(dòng)陰極電化學(xué)單向反應(yīng)，推動(dòng)陽(yáng)極電化學(xué)單向反應(yīng)，推動(dòng)反...

作為水電解槽膜電極的中心部件，質(zhì)子交換膜電解水電解水不但傳導(dǎo)質(zhì)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(zhǎng)期被國(guó)外少數(shù)廠家壟斷，質(zhì)子交換膜電解水電解水價(jià)格高達(dá)幾百~幾千美元/m2。為降低膜成本，提高膜性能，國(guó)內(nèi)外...

PEM電解水電解槽結(jié)構(gòu) 與燃料電池類(lèi)似，由膜電極、雙極板等部件組成。膜電極提供反應(yīng)場(chǎng)所，由質(zhì)子交換膜和陰陽(yáng)極催化劑組成。PEM 電解槽具有反應(yīng)無(wú)污染、氫氣無(wú)需分離堿液、轉(zhuǎn)化效率高、能耗低、槽體結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行更加靈活( 負(fù)荷范圍 0～150%) 、更適合可再生能...

通過(guò)O中間體，即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無(wú)定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價(jià)的鈣鈦礦中，晶格氧機(jī)理發(fā)生在遭受水親核攻擊的單個(gè)活性氧位點(diǎn)或通過(guò)兩個(gè)相鄰反應(yīng)晶格氧原子的直接耦合，產(chǎn)生的氧空位將被水分子或大量氧原子補(bǔ)充，同時(shí)由此產(chǎn)生的不飽和金屬位點(diǎn)...

電堆運(yùn)行時(shí)，質(zhì)子交換膜需要保持一定的濕度，反應(yīng)生成的水需要排除。不同形態(tài)的水的遷移、傳輸、生成、凝結(jié)對(duì)電堆的穩(wěn)定運(yùn)行都有很大影響，這就產(chǎn)生了發(fā)電系統(tǒng)的水、熱管理問(wèn)題。通常情況下，電堆均需使用復(fù)雜的純水增濕輔助系統(tǒng)用于增濕質(zhì)子交換膜，以免電極“干死”(質(zhì)子交換膜...

質(zhì)子交換膜的復(fù)合膜能夠改善膜的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且膜可以做得很薄，減少了全氟磺酸材料的用量，降低了膜的成本，同時(shí)較薄的膜還改善了膜中水的分布，提高了膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性能。另一個(gè)選擇是尋找新的低氟或非氟膜材料。此外，還可以采用無(wú)機(jī)酸與樹(shù)脂的共混膜，不只可以提高膜的...

質(zhì)子交換膜的電催化劑按作用部位可分為陰極催化劑和陽(yáng)極催化劑兩類(lèi)。質(zhì)子交換膜燃料電池的陽(yáng)極反應(yīng)為氫的氧化反應(yīng)，陰極為氧的還原反應(yīng)。因氧的催化還原作用比氫的催化氧化作用更為困難，所以陰極是較關(guān)鍵的電極。對(duì)催化劑的要求是足夠的催化活性和穩(wěn)定性，陽(yáng)極催化劑還應(yīng)具有抗C...

離子交換膜可裝配成電滲析器而用于苦咸水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可以達(dá)到—次蒸餾水純度。離子交換膜也可應(yīng)用于甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級(jí)分離氨基酸等。此外，在有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的純化、原子能工業(yè)中放射性廢液的處理與...

復(fù)合膜是由均質(zhì)膜改性而來(lái)的，它利用均質(zhì)膜的樹(shù)脂與有機(jī)或無(wú)機(jī)物復(fù)合使其比均質(zhì)膜在某些功能方面得到強(qiáng)化。典型的包括：提高機(jī)械性能的復(fù)合膜。這種復(fù)合膜以多孔薄膜（如多孔PT?FE）或纖維為增強(qiáng)骨架浸漬全氟磺酸樹(shù)脂制成復(fù)合增強(qiáng)膜，在保證質(zhì)子傳導(dǎo)的同時(shí)，解決了薄膜的強(qiáng)度...

離子交換膜均相膜的電化學(xué)性能較為優(yōu)良，但力學(xué)性能較差，常需其他纖維來(lái)增強(qiáng)。非均相膜的電化學(xué)性能比均相膜差，而力學(xué)性能較優(yōu)，由于疏水性的高分子成膜材料和親水性的離子交換樹(shù)脂之間粘結(jié)力弱，常存在縫隙而影響離子選擇透過(guò)性。離子交換膜的膜電阻和選擇透過(guò)性是膜的電化學(xué)性...

質(zhì)子交換膜的復(fù)合膜能夠改善膜的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且膜可以做得很薄，減少了全氟磺酸材料的用量，降低了膜的成本，同時(shí)較薄的膜還改善了膜中水的分布，提高了膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性能。另一個(gè)選擇是尋找新的低氟或非氟膜材料。此外，還可以采用無(wú)機(jī)酸與樹(shù)脂的共混膜，不只可以提高膜的...

質(zhì)子交換膜燃料電池的工作性能與反應(yīng)氣體的體積分?jǐn)?shù)有關(guān)，而體積分?jǐn)?shù)又與氣體壓力有關(guān)。工作氣體壓力的提高能夠增加質(zhì)子交換膜燃料電池的電動(dòng)勢(shì)，還會(huì)降低質(zhì)子交換膜燃料電池的電化學(xué)極化和濃度極化。不過(guò)反應(yīng)氣體壓力的提高也會(huì)增加PEMFC系統(tǒng)的能耗。但總而言之氣體壓力越高...

陰離子交換膜的本質(zhì)是一種堿性電解質(zhì)，對(duì)陰離子具有選擇透過(guò)性作用，因此還被稱(chēng)為離子選擇透過(guò)性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽(yáng)離子作為活性的交換基團(tuán)，并且在陰極產(chǎn)生OH-作為載流子，經(jīng)過(guò)陰離子交換膜的選擇透過(guò)性作用移動(dòng)到陽(yáng)極。陰離子交換膜具有非...

一般的離子交換膜常提供部分性能指標(biāo)，交換容量交換容量是離子交換膜的關(guān)鍵參數(shù)。一般交換容量高的膜，選擇透過(guò)性好，導(dǎo)電能力也強(qiáng)。但是由于活性基團(tuán)一般具有親水性，因此當(dāng)活性基團(tuán)含量高時(shí)，膜內(nèi)水分與溶脹度會(huì)隨之增大，從而影響膜的強(qiáng)度。有時(shí)也會(huì)因膜體結(jié)構(gòu)過(guò)于疏松，而使膜...

影響質(zhì)子交換膜工作性能的因素主要來(lái)自三個(gè)方面：一是電堆的技術(shù)狀況；二是燃料電池的工作條件；三是整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的水管理和熱管理。與電堆本身相關(guān)的影響質(zhì)子交換膜工作性能的因素有：膜電極的結(jié)構(gòu)、制備方式和條件：質(zhì)子交換膜的類(lèi)型、厚度、預(yù)處理情況、傳導(dǎo)質(zhì)子的能力、機(jī)...

質(zhì)子交換膜制作困難、成本高，全氟物質(zhì)的合成和磺化都非常困難，而且在成膜過(guò)程中的水解、磺化容易使聚合物變性、降解，使得成膜困難，導(dǎo)致成本較高；對(duì)溫度和含水量要求高，膜的較佳工作溫度為70～90℃，超過(guò)此溫度會(huì)使其含水量急劇降低，導(dǎo)電性迅速下降，阻礙了通過(guò)適當(dāng)提高...

不同催化材料的陽(yáng)極過(guò)電勢(shì)通常為200～500ｍＶ。在高電位、氧化、酸性環(huán)境下，PEM電解槽對(duì)陽(yáng)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(guò)程中越容易溶解，穩(wěn)定性越差。例如：從金屬活性角度來(lái)講，金屬活性由...

在技術(shù)層面，電解水制氫技術(shù)可分為堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水電解水制氫(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(shù)較為成熟，造價(jià)成本也較低；但是與可再生能源適配性較差。其中，堿性電解水技術(shù)較為...

PEM水電解制氫已步入商業(yè)化早期，制約技術(shù)大規(guī)模發(fā)展的瓶頸在于膜電極選用被少數(shù)廠家壟斷的質(zhì)子交換膜電解水，陰、陽(yáng)極催化劑材料需采用貴金屬以及電解能耗仍然偏高。解決上述難題是PEM水電解制氫技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展與推廣的關(guān)鍵。為此發(fā)展新型水電解技術(shù)成為新趨勢(shì)，基于融合堿...