质子交换膜水电解制氢

时间：2023-09-25

作者：厦门阿米控技术有限公司

电解水制氢是指水分子在直流电作用下被解离生成氧气和，分别从电解槽阳极和阴极析出。根据电解槽隔膜材料的不同，可分为碱性电解（AWE），质子交换膜（PEM）电解以及固体氧化物（SOEC）电解三种技术路线。
碱性（AWE）电解水制氢

碱性电解水制氢电解槽隔膜主要由石棉组成，起分离气体的作用。碱性电解水规模较大、商业化程度较高，它虽结构简单、技术成熟、，但效率低、性能差，且其石棉隔膜存在着污染环境等缺陷。

固体氧化物（SOEC）电解水制氢

固体氧化物电解水制氢采用固体氧化物为电解质材料，工作温度800~1 000℃，制氢过程电化学性能显著提升，效率更高，但其高温条件和启动慢等劣势限制其应用场景。

质子交换膜（PEM）电解水制氢

PEM电解水制氢选用具有良好化学稳定性、质子传导性、气体分离性的质子交换膜作为固体电解质，能有效阻止电子传递，提高电解槽安全性。

PEM电解槽主要部件由质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、阴阳极端板等。其中扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极，是整个水电解槽物料传输以及电化学反应的主场所，膜电极特性与结构直接影响PEM水电解槽的性能和寿命。

PEM电解水制氢优势：

1、使用纯水电解，避免了潜在的环境污染，对环境友好；

2、质子交换膜电阻及气体渗透率低，使其电流密度、工作效率及气体纯度高；

3、动态响应速度快，适应可再生能源发电的波动性。

PEM电解水制氢应用前景：

PEM电解水制氢现已步入商业应用阶段，在诸多可再生能源制氢示范项目中得到规划和应用。示范项目数和项目单体规模呈逐年扩大趋势，未来将在交通、化工、钢铁、储能等多领域深度脱碳中扮演重要角色。

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