我國將氫能作為戰(zhàn)略能源技術，給予持續(xù)的政策支持，推動產(chǎn)業(yè)化進程。在政策、資金等多因素疊加催化下，近幾年國內(nèi)加氫站等基礎設施、產(chǎn)業(yè)鏈關鍵技術與裝備得到發(fā)展，形成長三角、珠三角、京津冀等氫能產(chǎn)業(yè)熱點區(qū)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(jù)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。歐洲Fraunhofer ISE的報告顯示，堿性的電解水系統(tǒng)電堆便宜，PEM電解水系統(tǒng)電堆貴。哪里可以買到ArevaPEM電解水用的質子交換膜
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，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。誰能推薦康明斯PEM電解水用的膜電極PEM電解水電堆，電解槽的工作壓力一般在30 bar左右。
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(wěn)定性以及成本低廉、環(huán)境友好等特征。陰極析氫電催化劑處于強酸性工作環(huán)境，易發(fā)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?，F(xiàn)有商業(yè)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(fā)適應酸性環(huán)境的非貴金屬析氫催化劑成為研究熱點。
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(nèi)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，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PEM電解水系統(tǒng)中，相對較高的壓力會使得反應的效率也會略微較高。
PEM電解水電解槽結構 與燃料電池類似，由膜電極、雙極板等部件組成。膜電極提供反應場所，由質子交換膜和陰陽極催化劑組成。PEM 電解槽具有反應無污染、氫氣無需分離堿液、轉化效率高、能耗低、槽體結構緊湊、運行更加靈活( 負荷范圍 0～150%) 、更適合可再生能源的波動性等優(yōu)點，很多新建電解制氫項目開始選擇PEM電解槽技術。但由于 PEM電解技術商業(yè)化時間不長，質子交換膜和鉑電極催化劑等關鍵組件成本較高，導致 PEM 電解槽制造成本較高，為相同規(guī)模堿性電解槽的 3～5 倍。按照相同的計算原則，PEM電解槽制氫成本高于堿性電解槽，主要是 PEM 電解槽 采購成本太高，每年的折舊成本太高。設備折舊成本占到總成本的 44%，電耗成本占到 50%，所以降低成本還是要從這兩方面入手。隨著電費的下降，電力成本在總成 本中的比重逐漸下降，氫氣成本也逐漸降低。當電費分別為 0.13 元/ kWh 和 0.2元/ kWh 時，氫氣成 本分別為2.4元/Nm3和2. 71元/Nm3，成本占比分別為 24%和 33% 。與堿性電解槽制氫成本相比，仍有一定差距，主要在于PEM電解槽價格太貴，折舊成本太高PEM電解水小型系統(tǒng)，常見于“實驗室”，可以作為H2的來源。哪里可以查到國電投怎樣測試PEM電解水質子交換膜
PEM電解水微型系統(tǒng)，甚至被用于家庭環(huán)境除濕。哪里可以買到ArevaPEM電解水用的質子交換膜
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(chǎn)生氫氣和氧氣。工業(yè)上堿性水電解槽的電解液通常采用KOH溶液，質量分數(shù)20%~30%，電解槽操作溫度70~80℃，工作電流密度約0.25A/cm2，產(chǎn)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(fā)是國內(nèi)外堿性水電解制氫研究熱點。可再生能源加速發(fā)展使得大規(guī)模消納可再生能源成為突出問題。哪里可以買到ArevaPEM電解水用的質子交換膜
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