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在技術層面，電解水制氫技術可分為堿性電解水制氫(ALK)、質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，堿性電解水技術較為成熟，造價成本也較低；但是與可再生能源適配性較差。其中，堿性電解水技術較為...

PEM水電解制氫技術具備快速啟停優勢，能匹配可再生能源發電的波動性，逐步成為P2G制氫主流技術。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材料，工作溫度800~1000℃，制氫過程電化學性能明顯提升，效率更高。SOEC電解槽...

PEM水電解制得的氫氣純度高，而且其制氫負荷可以實現在0～1之間智能連續自動化控制，因而PEM水電解制氫逐步取代了傳統的堿水制氫和氫氣瓶組等方式。由于氫氣可以大規模長時間存儲，相對于其他儲能方式，在時間尺度和規模尺度上均有明顯優勢；結合可再生能源電力的波動性，...

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102℃。工作溫度對燃料電池性能的影響，電壓-電流密度曲線線性區斜率隨著溫度的升高而降低，這說明電池內阻減小，此時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...

質子交換膜燃料電池的基本結構主要由質子交換膜、催化劑層、擴散層、集流板（又稱雙極板）組成。聚合物電解質膜被碳基催化劑所覆蓋，催化劑直接與擴散層和電解質兩者接觸以求達到較大的相互作用面。催化劑構成電極，在其之上直接為擴散層。電解質、催化劑層和氣體擴散層的組合被稱...

質子交換膜在實際應用中，要求質子交換膜具有高的質子傳導率和良好的化學與機械穩定性。全氟磺酸樹脂（PFSA）具有優良的熱穩定性、化學穩定性、優異的質子導電性能、高的水傳輸性能等優勢，為燃料電池膜在復雜工況下的長使用壽命提供了保障；增強材料為增強膜帶來優異的力學性...

與ALK技術對比，PEM水電解制氫技術啟停速度快、負荷波動范圍廣、產氫壓力高，尤其適合利用可再生能源電力（尤其是離網電力）制氫，是實現大規模水電解制氫應用較有效的方式之一。此外，它還可以實現對風電、水電、光伏電等電力能源的調峰運行和對棄電資源的充分利用，因而成...

PEM水電解制氫技術具備快速啟停優勢，能匹配可再生能源發電的波動性，逐步成為P2G制氫主流技術。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材料，工作溫度800~1000℃，制氫過程電化學性能明顯提升，效率更高。SOEC電解槽...

PEM電解水電解槽高效率運行 PEM電解水或者燃料電池（相當于電解槽的反向使用）需要持續高效率（這里的效率不是轉換效率，而是經濟效率）運行，需要有一部分能量用來推動外電路的電子移動，推動電解質中的離子移動，推動陰極電化學單向反應，推動陽極電化學單向反應，推動反...

在酸性介質中貴金屬Ru和Ir基催化劑具有優異的活性和可應用性,優于其他鉑族金屬（如Rh、Pd和Pt）.盡可能多地暴露活性位點，提高本征活性，以盡量減少貴金屬消耗,同時兼顧長期運行的穩定性是催化劑設計必須面臨的問題。對于負載催化劑，金屬-載體相互作用和基底的導電...

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，全世界的氫產量約為70Ｍｔ，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...

PEM電解水電解槽高效率運行 PEM電解水或者燃料電池（相當于電解槽的反向使用）需要持續高效率（這里的效率不是轉換效率，而是經濟效率）運行，需要有一部分能量用來推動外電路的電子移動，推動電解質中的離子移動，推動陰極電化學單向反應，推動陽極電化學單向反應，推動反...

作為水電解槽膜電極的中心部件，質子交換膜電解水電解水不但傳導質子，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。長期被國外少數廠家壟斷，質子交換膜電解水電解水價格高達幾百~幾千美元/m2。為降低膜成本，提高膜性能，國內外...

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...

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，晶格氧機理發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...

電堆運行時，質子交換膜需要保持一定的濕度，反應生成的水需要排除。不同形態的水的遷移、傳輸、生成、凝結對電堆的穩定運行都有很大影響，這就產生了發電系統的水、熱管理問題。通常情況下，電堆均需使用復雜的純水增濕輔助系統用于增濕質子交換膜，以免電極“干死”(質子交換膜...

質子交換膜的復合膜能夠改善膜的機械強度和穩定性，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，同時較薄的膜還改善了膜中水的分布，提高了膜的質子傳導性能。另一個選擇是尋找新的低氟或非氟膜材料。此外，還可以采用無機酸與樹脂的共混膜，不只可以提高膜的...

質子交換膜的電催化劑按作用部位可分為陰極催化劑和陽極催化劑兩類。質子交換膜燃料電池的陽極反應為氫的氧化反應，陰極為氧的還原反應。因氧的催化還原作用比氫的催化氧化作用更為困難，所以陰極是較關鍵的電極。對催化劑的要求是足夠的催化活性和穩定性，陽極催化劑還應具有抗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到—次蒸餾水純度。離子交換膜也可應用于甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級分離氨基酸等。此外，在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與...

復合膜是由均質膜改性而來的，它利用均質膜的樹脂與有機或無機物復合使其比均質膜在某些功能方面得到強化。典型的包括：提高機械性能的復合膜。這種復合膜以多孔薄膜（如多孔PT?FE）或纖維為增強骨架浸漬全氟磺酸樹脂制成復合增強膜，在保證質子傳導的同時，解決了薄膜的強度...

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

質子交換膜的復合膜能夠改善膜的機械強度和穩定性，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，同時較薄的膜還改善了膜中水的分布，提高了膜的質子傳導性能。另一個選擇是尋找新的低氟或非氟膜材料。此外，還可以采用無機酸與樹脂的共混膜，不只可以提高膜的...

質子交換膜燃料電池的工作性能與反應氣體的體積分數有關，而體積分數又與氣體壓力有關。工作氣體壓力的提高能夠增加質子交換膜燃料電池的電動勢，還會降低質子交換膜燃料電池的電化學極化和濃度極化。不過反應氣體壓力的提高也會增加PEMFC系統的能耗。但總而言之氣體壓力越高...

陰離子交換膜的本質是一種堿性電解質，對陰離子具有選擇透過性作用，因此還被稱為離子選擇透過性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性的交換基團，并且在陰極產生OH-作為載流子，經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極。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，交換容量交換容量是離子交換膜的關鍵參數。一般交換容量高的膜，選擇透過性好，導電能力也強。但是由于活性基團一般具有親水性，因此當活性基團含量高時，膜內水分與溶脹度會隨之增大，從而影響膜的強度。有時也會因膜體結構過于疏松，而使膜...

影響質子交換膜工作性能的因素主要來自三個方面：一是電堆的技術狀況；二是燃料電池的工作條件；三是整個燃料電池系統的水管理和熱管理。與電堆本身相關的影響質子交換膜工作性能的因素有：膜電極的結構、制備方式和條件：質子交換膜的類型、厚度、預處理情況、傳導質子的能力、機...

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

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，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...

在技術層面，電解水制氫技術可分為堿性電解水制氫(ALK)、質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，堿性電解水技術較為成熟，造價成本也較低；但是與可再生能源適配性較差。其中，堿性電解水技術較為...

PEM水電解制氫已步入商業化早期，制約技術大規模發展的瓶頸在于膜電極選用被少數廠家壟斷的質子交換膜電解水，陰、陽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水電解制氫技術進一步發展與推廣的關鍵。為此發展新型水電解技術成為新趨勢，基于融合堿...