隨著日益增長的低碳減排需求，氫的綠色制取技術受到普遍重視，利用可再生能源進行電解水制氫是目前眾多氫氣來源方案中碳排放較低的工藝。本文梳理了氫能需求和規劃的進展、電解水制氫的示范項目情況，重點分析了電解水制氫技術，涵蓋技術分類、堿水制氫應用、質子交換膜（PEM）電解水制氫。研究認為，提升電催化劑活性、提高膜電極中催化劑的利用率、改善雙極板表面處理工藝、優化電解槽結構，有助于提高PEM電解槽的性能并降低設備成本；PEM電解水制氫技術的運行電流密度高、能耗低、產氫壓力高，適應可再生能源發電的波動性特征、易于與可再生能源消納相結合，是電解水制氫的適宜方案。結合氫儲運與電解制氫的技術特征研判、我國輸氫需求，提出發展建議：利用西北、西南、東北等區域豐富的可再生能源，通過電解水制氫產生高壓氫。相比于燃料電池催化劑開發，PEM電解水的催化劑可選項相對較少。哪里可以買到派瑞氫能怎樣測試PEM電解水質子交換膜
陰離子交換膜（AEM）水電解、堿性水電解（ALK）以及高溫固體氧化物（SOEC）水電解等4種水電解制氫技術的性能對比。可知：在各種水電解制氫技術中，AEM技術成熟度低，目前還無法實現大規模應用，但是由于其不使用貴金屬催化劑，同時兼具PEM和ALK制氫的優點，未來將會成為取代PEM制氫的替代技術；SOEC制氫技術由于固體氧化物的壽命和制氫規模的限制，暫時未達到工業應用程度，但其制氫效率高，未來具有穩定連續大規模制氫的潛力；ALK技術具備成本低、產氫規模大、技術成熟度高等優點，是目前應用較廣的水電解制氫技術，但是存在負荷調節幅度小、啟動響應慢、需要堿液處理過程等缺點，特別不適合可再生能源電力波動性的特點，只能從電網取電制氫。哪里可知中電豐業怎樣測試PEM電解水質子交換膜PEM電解水系統的膜通過電流能力強，可達4A/cm2。
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%) 、更適合可再生能源的波動性等優點，很多新建電解制氫項目開始選擇PEM電解槽技術。但由于 PEM電解技術商業化時間不長，質子交換膜和鉑電極催化劑等關鍵組件成本較高，導致 PEM 電解槽制造成本較高，為相同規模堿性電解槽的 3～5 倍。按照相同的計算原則，PEM電解槽制氫成本高于堿性電解槽，主要是 PEM 電解槽 采購成本太高，每年的折舊成本太高。設備折舊成本占到總成本的 44%，電耗成本占到 50%，所以降低成本還是要從這兩方面入手。隨著電費的下降，電力成本在總成 本中的比重逐漸下降，氫氣成本也逐漸降低。當電費分別為 0.13 元/ kWh 和 0.2元/ kWh 時，氫氣成 本分別為2.4元/Nm3和2. 71元/Nm3，成本占比分別為 24%和 33% 。與堿性電解槽制氫成本相比，仍有一定差距，主要在于PEM電解槽價格太貴，折舊成本太高
除了降低催化劑貴金屬載量，提高催化劑活性和穩定性外，膜電極制備工藝對降低電解系統成本，提高電解槽性能和壽命至關重要。根據催化層支撐體的不同，膜電極制備方法分為CCS法和CCM法。CCS法將催化劑活性組分直接涂覆在氣體擴散層，而CCM法則將催化劑活性組分直接涂覆在質子交換膜兩側，這是2種制作工藝較大的區別。與CCS法相比，CCM法催化劑利用率更高，大幅降低膜與催化層間的質子傳遞阻力，是膜電極制備的主流方法。在CCS法和CCM法基礎上，近年來新發展起來的電化學沉積法、超聲噴涂法以及轉印法成為研究熱點并具備應用潛力。新制備方法從多方向、多角度改進膜電極結構，克服傳統方法制備膜電極存在的催化層催化劑顆粒隨機堆放，氣體擴散層孔隙分布雜亂等結構缺陷，改善膜電極三相界面的傳質能力，提高貴金屬利用率，提升膜電極的電化學性能。從氫的產業鏈上來看，燃料電池企業中不少都可以“轉行”到PEM電解水行業中。
氫利用的途徑主要是燃料電池移動動力、分布式電站、化工加氫，新興發展的是氫燃料汽輪機、氫氣冶金等。氫能的利用需要從制氫開始，由于氫氣在自然界極少以單質形式存在，需要通過工業過程制取。氫氣的來源分為工業副產氫、化石燃料制氫、電解水制氫等途徑，差別在于原料的再生性、CO2排放、制氫成本。目前，世界上超過95%的氫氣制取來源于化石燃料重整，生產過程必然排放CO2；約4%~5%的氫氣來源于電解水，生產過程沒有CO2排放。制氫過程按照碳排放強度分為灰氫（煤制氫）、藍氫（天然氣制氫）、綠氫（電解水制氫、可再生能源）。氫能產業發展初衷是零碳或低碳排放，因此灰氫、藍氫將會逐漸被基于可再生能源的綠氫所替代，綠氫是未來能源產業的發展方向。PEM電解水，同時也是制氧的好的選擇，因為使用的是純水。誰能推薦中電豐業PEM電解水用的質子交換膜
PEM電解水電堆，電解槽的工作壓力一般在30 bar左右。哪里可以買到派瑞氫能怎樣測試PEM電解水質子交換膜
相比PEM水電解，AEM水電解選用固體聚合物陰離子交換膜作為隔膜材料，膜電極催化劑、雙極板材料可選性更寬廣，未來突破陰離子交換膜和高活性非貴金屬催化劑等關鍵材料有望明顯降低電解槽制造成本。應用推廣方面，當下電力系統中波動性可再生能源份額不斷上升，未來幾十年這一趨勢仍將延續。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，支持可再生能源更大規模的發展。作為媒介氫氣促進可再生能源時空再分布，助力電力系統與難以深度脫碳的工業、建筑和交通運輸部門建立起產業聯系，不斷豐富氫氣的應用場景。這也為PEM水電解制氫技術帶來巨大的發展空間。哪里可以買到派瑞氫能怎樣測試PEM電解水質子交換膜
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