質(zhì)子交換膜水電解器(PEMWE)技術(shù)在可再生能源的電催化制氫方面受到關(guān)注。它具有立即響應(yīng)、更高的質(zhì)子電導(dǎo)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(jìn)的表征技術(shù)，氫健康在揭示酸性介質(zhì)中動態(tài)OER的復(fù)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(zhì)中開發(fā)OER電催化劑的反應(yīng)和降解機(jī)制以及較新進(jìn)展。此外，還在設(shè)備層面討論了PEM水電解的進(jìn)展。然而，所開發(fā)的催化劑及相關(guān)裝置的性能與工業(yè)應(yīng)用仍有一定差距。隨著日益增長的低碳減排需求，氫的綠色制取技術(shù)受到普遍重視。上海堿性電解水膜制備
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℃，制氫過程電化學(xué)性能明顯提升，效率更高。SOEC電解槽電極采用非貴金屬催化劑，陰極材料選用多孔金屬陶瓷Ni/YSZ，氫健康陽極材料選用鈣鈦礦氧化物，電解質(zhì)采用YSZ氧離子導(dǎo)體，全陶瓷材料結(jié)構(gòu)避免了材料腐蝕問題。高溫高濕的工作環(huán)境使電解槽選擇穩(wěn)定性高、持久性好、耐衰減的材料受到限制，也制約SOEC制氫技術(shù)應(yīng)用場景的選擇與大規(guī)模推廣。PEM水電解制氫技術(shù)具備快速啟停優(yōu)勢，能匹配可再生能源發(fā)電的波動性，逐步成為P2G制氫主流技術(shù)。上海燃料電池膜廠家氫能的應(yīng)用除了可以減少碳排放、助力碳達(dá)峰，還可以通過氫與二氧化碳反應(yīng)制成有機(jī)化學(xué)品，實現(xiàn)碳中和。
作為水電解槽膜電極的中心部件，質(zhì)子交換膜不但傳導(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。長期被國外少數(shù)廠家壟斷，質(zhì)子交換膜價格高達(dá)幾百~幾千美元/m2。氫健康為降低膜成本，提高膜性能，國內(nèi)外重點攻關(guān)改性全氟磺酸質(zhì)子交換膜、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜和無氟質(zhì)子交換膜。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑。通過引入無機(jī)組分制備有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜，使其兼具有機(jī)膜柔韌性和無機(jī)膜良好熱性能、化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)性能，成為近幾年的研究熱點。
現(xiàn)階段，CO2捕集、封存技術(shù)（CCS）和CO2捕集、利用、封存技術(shù)（CCUS）因成本過高，暫時不具備經(jīng)濟(jì)性。而為了實現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)，未來以化石能源制氫的方式勢必要受到限制或部分被清潔制氫方式取代。氫健康隨著可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量不斷上升、比例不斷增加、可再生能源電力價格不斷下降；同時，結(jié)合碳稅、碳交易等利好政策，水電解制氫的經(jīng)濟(jì)性將明顯提高；而且，利用可再生能源電力的水電解制氫具備幾乎碳零排放的優(yōu)勢，因此在各種制氫方式中，水電解制氫的占比將大幅提升，成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手。降低催化劑與電解槽的材料成本，是PEM水電解制氫技術(shù)發(fā)展的研究重點。
2020年9月，在第七十五屆大會一般性辯論上，氫健康中國提出力爭20３0年實現(xiàn)碳達(dá)峰、20６0年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。在實現(xiàn)目標(biāo)的過程中，氫能的應(yīng)用除了可以減少碳排放、助力碳達(dá)峰，還可以通過氫與二氧化碳反應(yīng)制成有機(jī)化學(xué)品，實現(xiàn)碳中和。氫能在能源供給側(cè)和消費終端轉(zhuǎn)型發(fā)展中可以發(fā)揮重要作用。在能源供給側(cè)，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(zhuǎn)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，氫能可以實現(xiàn)零排放、零污染，減少碳排放。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。河北新型制氫膜廠家
灰氫、藍(lán)氫將會逐漸被基于可再生能源的綠氫所替代，綠氫是未來能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。上海堿性電解水膜制備
高新技術(shù)成果在電解水膜，質(zhì)子交換膜，陰離子交換膜，氫健康產(chǎn)品迅速推廣應(yīng)用。能源工業(yè)正在由低技術(shù)向高技術(shù)過渡，新技術(shù)已迅速地滲透到能源勘探、開發(fā)、加工、轉(zhuǎn)換、輸送、利用的各個環(huán)節(jié)，例如自動化生產(chǎn)設(shè)備使煤礦開采效率成倍提高，新工藝和新技術(shù)促進(jìn)了深海油田的開發(fā)。全球人口增長速度明顯放緩，經(jīng)濟(jì)增速小幅下降將成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的大趨勢。**樂觀屬貿(mào)易，預(yù)測后期世界相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)將以3.5%增速增長，其他機(jī)構(gòu)基本預(yù)測在3%左右。隨著我國新一輪電解水膜，質(zhì)子交換膜，陰離子交換膜，氫健康產(chǎn)品改進(jìn)的深入推進(jìn)，再加上大數(shù)據(jù)、能源互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧能源、區(qū)塊鏈技術(shù)、人工智能等相關(guān)能源科技創(chuàng)新日新月異的發(fā)展，未來新能源行業(yè)將會催生很多不同于之前傳統(tǒng)的企業(yè)模式，其經(jīng)營方式也會發(fā)生很大改變。隨著中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的加速、全球能源供需格局的變化，能源行業(yè)出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。未來能源行業(yè)將面臨的主要變化包括：對低碳清潔能源需求量上升，創(chuàng)新技術(shù)加速涌入能源行業(yè)，中國能源行業(yè)全球化發(fā)展加深。上海堿性電解水膜制備
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