廣東堿性電解水膜前景

隨著可再生能源發電裝機容量不斷上升、比例不斷增加、可再生能源電力價格不斷下降；同時，結合碳稅、碳交易等利好政策，水電解制氫的經濟性將明顯提高；而且，利用可再生能源電力的水電解制氫具備幾乎碳零排放的優勢，因此在各種制氫方式中，氫健康水電解制氫的占比將大幅提升，成為實現“雙碳”目標的重要抓手。現階段，CO2捕集、封存技術（CCS）和CO2捕集、利用、封存技術（CCUS）因成本過高，暫時不具備經濟性。而為了實現“碳達峰”和“碳中和”目標，未來以化石能源制氫的方式勢必要受到限制或部分被清潔制氫方式取代。資源儲量能否支撐整個PEM水電解制氫技術的未來發展，成為業內普遍關注的焦點。廣東堿性電解水膜前景

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化長期穩定性具有重要意義。山東杜邦膜替代膜生產企業按照目前用量水平來計算，1ＧＷ級PEM電解槽的Ir用量為500千克。

氫能在能源供給側和消費終端轉型發展中可以發揮重要作用。在能源供給側，氫能可以消納可再生能源電力，實現能量在時間上的存儲和空間上的轉移。相對于其他儲能方式，氫能具備規模優勢；在能源消費終端，氫健康氫能可以實現零排放、零污染，減少碳排放。2020年9月，在第七十五屆大會一般性辯論上，中國提出力爭20３0年實現碳達峰、20６0年實現碳中和的目標。在實現目標的過程中，氫能的應用除了可以減少碳排放、助力碳達峰，還可以通過氫與二氧化碳反應制成有機化學品，實現碳中和。

分析氧反應（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。氫健康因此，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化長期穩定性具有重要意義。PEM水電解槽采用PEM傳導質子，隔絕電極兩側的氣體，避免AWE使用強堿性液體電解質所伴生的缺點。

與堿性水電解制氫相比，PEM水電解制氫工作電流密度更高（?1A/cm2），總體效率更高（74%~87%），氫氣體積分數更高（>99.99%），產氣壓力更高（3~4MPa），動態響應速度更快，能適應可再生能源發電的波動性，被認為是極具發展前景的水電解制氫技術。目前PEM水電解制氫技術已在加氫站現場制氫、風電等可再生能源電解水制氫、儲能等領域得到示范應用并逐步推廣。過去5年電解槽成本已下降了40%，但是投資和運行成本高仍然是PEM水電解制氫亟待解決的主要問題，這與目前析氧、析氫電催化劑只能選用貴金屬材料密切相關。氫健康為此降低催化劑與電解槽的材料成本，特別是陰、陽極電催化劑的貴金屬載量，提高電解槽的效率和壽命，是PEM水電解制氫技術發展的研究重點。質子交換膜上游主要包括基礎材料和過程材料兩個部分。河北膜前景

由于資源的回收利用，資源的累計需求增長率不斷減小，到2070年Ir的需求量為2t左右，增幅不大。廣東堿性電解水膜前景

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，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，基于融合堿性水電解和PEM水電解各自優勢的研究思路，采用堿性固體電解質替代PEM的堿性固體陰離子交換膜（AEM）水電解制氫技術成為新方向。另外選用聚芳醚酮和聚砜等廉價材料制備無氟質子交換膜，也是質子交換膜的發展趨勢。廣東堿性電解水膜前景

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