質子交換膜可普遍應用于燃料電池、電解水、氯堿工業(yè)等領域。PEM燃料電池及電解水發(fā)展迅速，國內外市場都呈現出較快的需求增長和廣闊的發(fā)展前景。從2011年到2019年，PEM燃料電池出貨量占比從44.9%進一步提升至82.7%，氫健康可見，全球PEM燃料電池出貨量高速增長。依據中國氫能聯盟對未來燃料電池系統成本的預測以及美國能源部披露的成本結構，綜合測算，燃料電池應用領域每年為質子交換膜帶來的市場增量將持續(xù)增長，到2025年、2035年和2050年將分別為9.80億、49.01億和67.39億，非常可觀。多數非貴金屬會腐蝕并可能與PEM中的磺酸根離子結合，進而降低PEM傳導質子的能力。廣東Fumatech膜前景

氫健康析氧反應（OER）在水分解，CO2還原和可再生電燃料電池等各種電化學系統的陽極反應中起著關鍵作用。質子交換膜電解水水電解槽（PEMWE）技術由于運行電流密度更大，產生氫氣純度更高，可利用間歇性可再生能源等優(yōu)勢吸引了普遍的研究及應用.OER動力學遲緩、貴金屬電極材料的有限選擇和催化劑在強氧化強酸性介質中的降解，以及PEMWE各組件選擇是PEMWE技術普遍應用的主要瓶頸。因此，從根本上了解反應機理，催化劑失活原因，周到總結OER催化劑以及目前在PEMWE實際應用的現狀對于開發(fā)具有更好性能，更低成本PEMWE陽極催化劑，推動相關電化學系統的商業(yè)化長期穩(wěn)定性具有重要意義。廣東Fumatech膜前景資源儲量能否支撐整個PEM水電解制氫技術的未來發(fā)展，成為業(yè)內普遍關注的焦點。

雖然Ｉｒ陽極催化劑成本在整個電解槽成本中占比不大，但若未來PEM水電解制氫技術大規(guī)模普及，其需求量會大幅度上升。目前，全世界Ｉｒ產量少于9ｔ/ａ，因此在PEM水電解技術大規(guī)模應用后，陽極催化劑的成本占比會逐漸提升。氫健康Ｉｒ資源儲量能否支撐整個PEM水電解制氫技術的未來發(fā)展，成為業(yè)內普遍關注的焦點，國外機構對此進行了相關研究預測。按照目前用量水平來計算，膜電極上的Ｉｒ用量為2ｍｇ/ｃｍ2，而膜電極典型運行參數為4Ｗ?ｃｍ2，因而1ＧＷ級PEM電解槽的Ｉｒ用量為500ｋｇ。

區(qū)別于堿性水電解制氫氫健康，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到外依次是質子交換膜、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，可提高電力系統靈活性，正成為可再生能源發(fā)展和應用的重要方向。目前PEM水電解制氫技術已在加氫站現場制氫、儲能等領域得到示范應用并逐步推廣。

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。現有商業(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。在PEM水電解技術大規(guī)模應用后，陽極催化劑的成本占比會逐漸提升。廣東Fumatech膜前景

可再生能源制氫是單獨綠色低碳制氫方式，不但能提高電網靈活性，而且可遠距離運輸和分配可再生能源。廣東Fumatech膜前景

堿性水電解制氫氫健康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20%~30%，電解槽操作溫度70~80℃，工作電流密度約0.25A/cm2，產生氣體壓力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。廣東Fumatech膜前景

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