不同催化材料的陽極過電勢通常為200～500ｍＶ。在高電位、氧化、酸性環(huán)境下，PEM電解槽對陽極催化劑材料的要求極為苛刻，能滿足該要求的催化材料但限于某些貴金屬。通常，活性越高的金屬，其在水電解過程中越容易溶解，穩(wěn)定性越差。例如：從金屬活性角度來講，金屬活性由高到低的順序為Ｏｓ＞Ｒｕ＞Ｉｒ＞Ｐｔ＞Ａｕ；但從金屬穩(wěn)定性角度來講，其穩(wěn)定性由高到低的順序為Ａｕ＞Ｐｔ＞Ｉｒ＞Ｒｕ＞Ｏｓ。綜合活性和穩(wěn)定性等因素，目前工業(yè)上選用的PEM電解槽陽極催化劑以銥黑以及ＩｒＯ2等為主。PEM電解水的優(yōu)勢是，可以通過催化劑來降低消耗?？煞裰来救A氫能PEM電解水用的質子交換膜
PEM電解水電解槽高效率運行 PEM電解水或者燃料電池（相當于電解槽的反向使用）需要持續(xù)高效率（這里的效率不是轉換效率，而是經(jīng)濟效率）運行，需要有一部分能量用來推動外電路的電子移動，推動電解質中的離子移動，推動陰極電化學單向反應，推動陽極電化學單向反應，推動反應物和生成物的定向擴散，等等多個方面，因此需要輸入的能量既包括了水電解成氫氣和氧氣所包含的化學能，也包括了上述所需的額外能量。水電解所包含的化學能就是平衡電位和轉換電量的乘積。輸入能量就是電解槽運行電壓和轉換電量的乘積。因此電解槽運行電壓包括了平衡電位，也就大于平衡電位。哪里可以查到凱豪達PEM電解水用的質子交換膜PEM電解水微型系統(tǒng)，甚至被用于家庭環(huán)境除濕。
現(xiàn)階段，氫氣主要用作工業(yè)原料，但在發(fā)電、供熱、交通燃料等領域有巨大發(fā)展?jié)摿ΑｋS著可再生能源發(fā)電比例和規(guī)模不斷提升，間歇性電力“削峰填谷”的儲能作用將得到普遍體現(xiàn)。目前，全世界的氫產(chǎn)量約為70Ｍｔ，主要消費方向以石油煉制、化工原料為主。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)，當單位制氫的碳排放（CO2）不高于4.9ｋｇ/ｋｇ時，制備的氫氣才是清潔的煤制氫的碳排放強度接近風電、水電制氫的20倍，天然氣制氫的碳排放強度也很高，兩種方式制氫的碳排放均遠超清潔制氫的碳排放標準；而以可再生資源發(fā)電，進行水電解制氫則能夠滿足清潔氫氣的碳排放標準。需要強調的是，采用水電解制氫時，只有利用可再生能源電力制取的氫氣才滿足低碳排放的標準；而利用不可再生能源電力制取的氫氣，從全生命周期來看，同樣存在碳排放量大的問題。因此，水電解制氫是否屬于清潔氫，要根據(jù)電網(wǎng)電力的種類來判斷。
氫燃料電池車被視為新能源汽車的下一個風口。質子交換膜作為氫燃料電池中心部件，其質量好壞直接影響電池的使用壽命。從價值量看，氫能源燃料電池中成本占比較高的自然是燃料電池電堆，其次是儲氣瓶，而在燃料電池堆中，有個關鍵材料，那就是質子交換膜，且成本占到了28%，從整體看，質子交換膜成本約占燃料電池總成本的4.08%，幾乎決定了燃料電池的成本。質子交換膜上游主要包括基礎材料和過程材料兩個部分：基礎材料即螢石，利用上游原材料制備可用于后續(xù)加工的各類全氟、非全氟以及特種樹脂。下游應用方面，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。把PEM電解水系統(tǒng)中的陰極和陽極進行調換，就可以看成是AEM電解水系統(tǒng)。
PEM水電解制氫已步入商業(yè)化早期，制約技術大規(guī)模發(fā)展的瓶頸在于膜電極選用被少數(shù)廠家壟斷的質子交換膜電解水，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(fā)展與推廣的關鍵。為此發(fā)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(yōu)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電解水，也是質子交換膜電解水的發(fā)展趨勢。PEM電解水技術已經(jīng)接近成熟，目前在在大規(guī)模放大的階段?？煞裰琅扇饸淠躊EM電解水用的德國膜
在航天等應用上，PEM電解水設備能夠提供O2供人體使用?？煞裰来救A氫能PEM電解水用的質子交換膜
質子交換膜（PEM）在氫燃料電池、電解水制氫氣等領域中所交換的陽離子為質子，又被稱為離子膜。質子交換膜處于有機氟化工產(chǎn)業(yè)鏈末端，其上游是有機氟化工的單體材料，下游是基于質子交換膜的氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水、儲能電池等應用領域。目前產(chǎn)業(yè)化應用的均為全氟質子交換膜，質子交換膜使用的是全氟磺酸樹脂，離子膜使用全氟磺酸樹脂、全氟羧酸樹脂的復合膜。全氟磺酸樹脂具有強酸性，全氟羧酸樹脂具有弱酸性，更能夠適應氯堿工業(yè)中的堿性環(huán)境。盡管目前全氟磺酸PEM應用較普遍，但仍存在成本較高、尺寸穩(wěn)定性較差、溫度升高會降低質子傳導性的缺點?？煞裰来救A氫能PEM電解水用的質子交換膜
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