質(zhì)子交換膜水電解(PEMWE)膜電極

時(shí)間：2023-08-11作者：廈門阿米控技術(shù)有限公司瀏覽：10

PEM水電解制氫技術(shù)具備快速啟停、能匹配可再生能源發(fā)電波動(dòng)性等優(yōu)勢(shì)。

在工業(yè)領(lǐng)域，PEM水電解制備的綠氫應(yīng)用于合成、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè)，有助于實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)；
在交通領(lǐng)域，采用PEM水電解制氫技術(shù)建造加氫站現(xiàn)場(chǎng)制備綠氫，應(yīng)用于燃料電池汽車、鐵路、航空及航運(yùn)等領(lǐng)域；
在電力領(lǐng)域，將風(fēng)力、光伏等新能源電力接入氫儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于電解水制取綠氫，制得的儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐中，需要時(shí)再將結(jié)合氫燃料電池發(fā)電并網(wǎng)，為電網(wǎng)供電，由此可以解決大規(guī)模消納可再生能源的問(wèn)題。

PEM(Proton exchange membrane)是質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)的簡(jiǎn)稱。
和堿性電解水制氫技術(shù)不同，PEM電解水制氫技術(shù)使用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)（30%的氫氧化鉀溶液或26%**溶液），并使用純水作為電解水制氫的原料，避免了潛在的堿液污染和腐蝕問(wèn)題。

PEM電解槽運(yùn)行時(shí)，水分子在陽(yáng)極側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，生成氧氣和質(zhì)子。
隨后，電子通過(guò)外電路轉(zhuǎn)導(dǎo)至陰極，質(zhì)子在電場(chǎng)的作用下，通過(guò)質(zhì)子交換膜傳導(dǎo)至陰極，并在陰極側(cè)發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生成，反應(yīng)后的和氧氣將通過(guò)陰陽(yáng)極的雙較板收集并輸送
和堿性電解水制氫技術(shù)相比，PEM電解水制氫技術(shù)具有電流密度大、純度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
PEM電解槽的電流密度較大，通常在10000 A/m2以上。
PEM電解槽的產(chǎn)氫純度通常在左右。由于PEM電解槽使用純水作為電解原料，產(chǎn)生的中不會(huì)帶入堿霧，有利于提升品質(zhì)。
另外，質(zhì)子交換膜的氣體滲透率低，這有助于避免和氧氣的氣體交叉滲透現(xiàn)象。
PEM電解槽*嚴(yán)格控制膜兩側(cè)壓力，具有快速啟動(dòng)停止和快速功率調(diào)節(jié)響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，適用于可再生能源發(fā)電波動(dòng)性輸入

PEM電解水制氫技術(shù)目前設(shè)備成本較高，PEM電解槽的單位成本仍然遠(yuǎn)**堿性電解槽。
由于PEM電解槽需要在強(qiáng)酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運(yùn)行，因此設(shè)備對(duì)于價(jià)格昂貴的貴金屬材料如銥、鉑、鈦等較為依賴，導(dǎo)致成本過(guò)高。

PEM電解水制氫技術(shù)基本成熟，進(jìn)入了商業(yè)化早期階段。
但PEM電解水制氫技術(shù)仍然存在成本高的問(wèn)題，包括質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層與雙較板等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步降。

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