吸附氧化機理(AEM)和晶格氧反應(yīng)機理(LOM)是在酸性介質(zhì)中被認為較合理的兩種機理。催化劑通過哪一機理發(fā)生催化反應(yīng),選擇單位點還是雙位點途徑和材料本身的電子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,結(jié)晶度好的氧化物幾乎沒有缺陷，傾向于采用AEM，在單個活性金屬位點上通過*OOH中間體，即所謂的酸堿途徑，或者在兩個相鄰的金屬位點上，通過*O中間體，即O-O直接耦合途徑.而在具有豐富氧空位的無定形金屬氧化物和一些具有高金屬氧共價的鈣鈦礦中，晶格氧機理發(fā)生在遭受水親核攻擊的單個活性氧位點或通過兩個相鄰反應(yīng)晶格氧原子的直接耦合，產(chǎn)生的氧空位將被水分子或大量氧原子補充，同時由此產(chǎn)生的不飽和金屬位點更容易溶解,帶來催化劑穩(wěn)定性問題。PEM電解水系統(tǒng)的膜通過電流能力強，可達4A/cm2。有誰知道考特利爾的PEM電解水用誰家的質(zhì)子交換膜
PEM水電解制得的氫氣純度高，而且其制氫負荷可以實現(xiàn)在0～1之間智能連續(xù)自動化控制，因而PEM水電解制氫逐步取代了傳統(tǒng)的堿水制氫和氫氣瓶組等方式。由于氫氣可以大規(guī)模長時間存儲，相對于其他儲能方式，在時間尺度和規(guī)模尺度上均有明顯優(yōu)勢；結(jié)合可再生能源電力的波動性，可以充分發(fā)揮氫氣的儲能優(yōu)點，并實現(xiàn)大規(guī)模低成本制氫。在PEM水電解過程中，電解槽陽極的析氧反應(yīng)是該過程的速控步驟。陽極反應(yīng)過電勢與陰極反應(yīng)過電勢的大小，是水電解制氫效率高低的主要影響因素之一，通常陽極反應(yīng)過電勢遠遠高于陰極反應(yīng)過電勢。有誰知道華杰恒信何時推出PEM電解水產(chǎn)品PEM電解水的單極電壓為2V時，200片的疊加，對應(yīng)的就是6MW級別的電解水系統(tǒng)。
PEM電解水的工作原理 PEM電解水設(shè)備使用離子導(dǎo)電的固態(tài)聚合物而不是電解液來進行離子導(dǎo)通。 在兩個電極之間有電壓時，水分子中帶負電荷的氧會在催化劑的作用下，從而在陽極產(chǎn)生質(zhì)子，電子和O2。 H +離子通過質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物流向陰極，在陰極吸收電子并變?yōu)橹行訦原子。 這些結(jié)合形成在陰極的H 2。 電解質(zhì)和兩個電極夾在兩個雙極板之間，這兩個雙極板將水輸送到其中，將產(chǎn)品氣體從電池中運出，導(dǎo)電并循環(huán)冷卻液以冷卻過程。 PEM水電解具有快速的動態(tài)響應(yīng)時間，設(shè)備可調(diào)工作范圍廣和產(chǎn)氣效率高，可與可再生能源完美結(jié)合的有前途的儲能技術(shù)。 電解水是目前被認為是*具前景的可再生能源技術(shù)，尤其是PEM電解水，以其產(chǎn)率高，純度高，經(jīng)濟效益好等優(yōu)勢受到關(guān)注。但是，作為電解水的主要部件MEA，對反應(yīng)過程和性能限制的理解和深入研究非常重要。
在技術(shù)層面，電解水制氫主要分為AWE、PEM水電解，固體聚合物陰離子交換膜（AEM）水電解、固體氧化物（SOE）水電解。其中，AWE是較早工業(yè)化的水電解技術(shù)，已有數(shù)十年的應(yīng)用經(jīng)驗，較為成熟；PEM電解水技術(shù)近年來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，SOE水電解技術(shù)處于初步示范階段，而AEM水電解研究剛起步。從時間尺度上看，AWE技術(shù)在解決近期可再生能源的消納方面易于快速部署和應(yīng)用；但從技術(shù)角度看，PEM電解水技術(shù)的電流密度高、電解槽體積小、運行靈活、利于快速變載，與風(fēng)電、光伏（發(fā)電的波動性和隨機性較大）具有良好的匹配性。隨著PEM電解槽的推廣應(yīng)用，其成本有望快速下降，必然是未來5~10a的發(fā)展趨勢。SOE、AEM水電解的發(fā)展則取決于相關(guān)材料技術(shù)的突破情況。PEM電解水在電化學(xué)反應(yīng)中是典型的反應(yīng)，可以用于教學(xué)。
隨著可再生能源發(fā)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(jié)合碳稅、碳交易等利好政策，水電解制氫的經(jīng)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(yōu)勢，因此在各種制氫方式中，水電解制氫的占比將大幅提升，成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手。現(xiàn)階段，CO2捕集、封存技術(shù)（CCS）和CO2捕集、利用、封存技術(shù)（CCUS）因成本過高，暫時不具備經(jīng)濟性。而為了實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”目標(biāo)，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。PEM電解水電堆，膜的耐壓能力要強，需要大于30 bar。誰知道大陸制氫PEM電解水用的德國膜
通常情況在，PEM電解水系統(tǒng)中，在出氣口將壓力增大，則系統(tǒng)的壓力就相應(yīng)變大。有誰知道考特利爾的PEM電解水用誰家的質(zhì)子交換膜
PEM水電解制氫已步入商業(yè)化早期，制約技術(shù)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(zhì)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(shù)進一步發(fā)展與推廣的關(guān)鍵。為此發(fā)展新型水電解技術(shù)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(zhì)替代PEM的堿性固體陰離子交換膜（AEM）水電解制氫技術(shù)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(zhì)子交換膜電解水，也是質(zhì)子交換膜電解水的發(fā)展趨勢。有誰知道考特利爾的PEM電解水用誰家的質(zhì)子交換膜
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