氫能在能源供給側和消費終端轉型發(fā)展中可以發(fā)揮重要作用。在能源供給側，氫能可以消納可再生能源電力，實現(xiàn)能量在時間上的存儲和空間上的轉移。相對于其他儲能方式，氫能具備規(guī)模優(yōu)勢；在能源消費終端，氫健康氫能可以實現(xiàn)零排放、零污染，減少碳排放。2020年9月，在第七十五屆大會一般性辯論上，中國提出力爭20３0年實現(xiàn)碳達峰、20６0年實現(xiàn)碳中和的目標。在實現(xiàn)目標的過程中，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(xiàn)碳中和。過去5年電解槽成本已下降了40%，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。上海電解水隔膜價格
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。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(fā)展的研究重點。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%），氫健康氫氣體積分數(shù)更高（>99·99%），產氣壓力更高（3~4MPa），動態(tài)響應速度更快，能適應可再生能源發(fā)電的波動性，被認為是極具發(fā)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(xiàn)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。上海杜邦膜替代膜制備除了提高催化劑活性和穩(wěn)定性外，膜電極制備工藝對降低電解系統(tǒng)成本，提高電解槽性能和壽命至關重要。
通過O中間體，即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價的鈣鈦礦中，氫健康晶格氧機理發(fā)生在遭受水親核攻擊的單個活性氧位點或通過兩個相鄰反應晶格氧原子的直接耦合，產生的氧空位將被水分子或大量氧原子補充，同時由此產生的不飽和金屬位點更容易溶解，帶來催化劑穩(wěn)定性問題。吸附氧化機理(AEM)和晶格氧反應機理(LOM)是在酸性介質中被認為較合理的兩種機理。催化劑通過哪一機理發(fā)生催化反應，選擇單位點還是雙位點途徑和材料本身的電子結構有著密切關系，結晶度好的氧化物幾乎沒有缺陷，傾向于采用AEM，在單個活性金屬位點上通過*OOH中間體，即所謂的酸堿途徑，或者在兩個相鄰的金屬位點上。
區(qū)別于堿性水電解制氫，PEM水電解制氫選用具有良好化學穩(wěn)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(fā)電轉化為氫氣，可提高電力系統(tǒng)靈活性，正成為可再生能源發(fā)展和應用的重要方向。在CCS法和CCM法基礎上，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。
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(yōu)點。借助創(chuàng)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(tài)OER的復雜性和開發(fā)高效穩(wěn)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(fā)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(fā)的催化劑及相關裝置的性能與工業(yè)應用仍有一定差距。目前PEM水電解制氫技術已在加氫站現(xiàn)場制氫、儲能等領域得到示范應用并逐步推廣。上海電解水隔膜價格
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(huán)境下運作，能效更高，但處于初期示范階段。上海電解水隔膜價格
質子交換膜（PEM）在氫燃料電池、電解水制氫氣等領域中所交換的陽離子為質子，氫健康又被稱為離子膜。質子交換膜處于有機氟化工產業(yè)鏈末端，其上游是有機氟化工的單體材料，下游是基于質子交換膜的氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水、儲能電池等應用領域。目前產業(yè)化應用的均為全氟質子交換膜，質子交換膜使用的是全氟磺酸樹脂，離子膜使用全氟磺酸樹脂、全氟羧酸樹脂的復合膜。全氟磺酸樹脂具有強酸性，全氟羧酸樹脂具有弱酸性，更能夠適應氯堿工業(yè)中的堿性環(huán)境。盡管目前全氟磺酸PEM應用較普遍，但仍存在成本較高、尺寸穩(wěn)定性較差、溫度升高會降低質子傳導性的缺點。上海電解水隔膜價格
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