有关质子交换膜

作为媒介氢气促进可再生能源时空再分布，助力电力系统与难以深度脱碳的工业、建筑和交通运输部门建立起产业联系，不断丰富氢气的应用场景。这也为PEM水电解制氢技术带来巨大的发展空间。相比PEM水电解，AEM水电解选用固体聚合物阴离子交换膜作为隔膜材料，膜电极催化剂、双极板材料可选性更宽广，未来突破阴离子交换膜和高活性非贵金属催化剂等关键材料有望明显降低电解槽制造成本。氢健康应用推广方面，当下电力系统中波动性可再生能源份额不断上升，未来几十年这一趋势仍将延续。可再生能源制氢是单独绿色低碳制氢方式，不但能提高电网灵活性，而且可远距离运输和分配可再生能源，支持可再生能源更大规模的发展。按照目前用量水平来计算，1ＧＷ级PEM电解槽的Ir用量为500千克。有关质子交换膜

碱性水电解制氢氢健康电解槽隔膜主要由石棉组成，起分离气体的作用。阴极、阳极主要由金属合金组成，如Ni-Mo合金等，分解水产生氢气和氧气。工业上碱性水电解槽的电解液通常采用KOH溶液，质量分数20%~30%，电解槽操作温度70~80℃，工作电流密度约0.25A/cm2，产生气体压力0.1~3.0MPa，总体效率62%~82%。碱性水电解制氢技术成熟，投资、运行成本低，但存在碱液流失、腐蚀、能耗高等问题。水电解槽制氢设备开发是国内外碱性水电解制氢研究热点。可再生能源加速发展使得大规模消纳可再生能源成为突出问题。质子交换膜售价由于资源的回收利用，资源的累计需求增长率不断减小，到2070年Ir的需求量为2t左右，增幅不大。

在酸性介质中贵金属Ru和Ir基催化剂具有优异的活性和可应用性，优于其他铂族金属（如Rh、Pd和Pt）.尽可能多地暴露活性位点，提高本征活性，以尽量减少贵金属消耗，同时兼顾长期运行的稳定性是催化剂设计必须面临的问题。氢健康对于负载催化剂，金属-载体相互作用和基底的导电性至关重要。本节讨论酸性OER材料发展，并强调从机理分析性能提高.对金属性质(合金，单原子等)催化剂，氧化物(钌/铱氧化物，非贵金属氧化物)，金属氧酸盐类(钙钛矿，烧绿石，其它氧酸盐类)，其它无机金属和非金属材料进行周到综述。

PEM水电解制氢已步入商业化早期，制约技术大规模发展的瓶颈在于膜电极选用被少数厂家垄断的质子交换膜，阴、阳极催化剂材料需采用贵金属以及电解能耗仍然偏高。解决上述难题是PEM水电解制氢技术进一步发展与推广的关键。为此发展新型水电解技术成为新趋势，基于融合碱性水电解和PEM水电解各自优势的研究思路，采用碱性固体电解质替代PEM的碱性固体阴离子交换膜（AEM）水电解制氢技术成为新方向。另外选用聚芳醚酮和聚砜等廉价材料制备无氟质子交换膜，也是质子交换膜的发展趋势。为提高膜性能，国内外重点攻关改性全氟磺酸质子交换膜、纳米复合质子交换膜和无氟质子交换膜。

质子交换膜可普遍应用于燃料电池、电解水、氯碱工业等领域。PEM燃料电池及电解水发展迅速，国内外市场都呈现出较快的需求增长和广阔的发展前景。从2011年到2019年，PEM燃料电池出货量占比从44.9%进一步提升至82.7%，氢健康可见，全球PEM燃料电池出货量高速增长。依据中国氢能联盟对未来燃料电池系统成本的预测以及美国能源部披露的成本结构，综合测算，燃料电池应用领域每年为质子交换膜带来的市场增量将持续增长，到2025年、2035年和2050年将分别为9.80亿、49.01亿和67.39亿，非常可观。资源储量能否支撑整个PEM水电解制氢技术的未来发展，成为业内普遍关注的焦点。质子交换膜售价

由于氢气可以大规模长时间存储，相对于其他储能方式，在时间尺度和规模尺度上均有明显优势。有关质子交换膜

在电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品等领域内，已出现多种企业创新模式，正在重塑新能源行业的商业模式，推动新能源市场开放和产业升级，形成新的经济增长点。把握世界能源科技绿色低碳、智能、多元的贸易方向，合理规划建设清洁低碳、安全现代能源体系的中长期愿景和目标，建立稳定的政策环境，把化石能源清洁利用、分布式能源和智能电网、安全核能、规模化可再生能源作为战略优先方向，适时更新中长期发展战略和行动计划，并利用技术和产业路线图指导技术研发和产业创新。环保压力的不断加大，以及电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品成本持续降低等因素，越来越多的地区都开始大力推动从传统化石能源转向可再生能源，全球很多大型企业也纷纷加入了全球可再生能源计划RE100，以实现可再生能源的使用。随着互联网技术的兴起，对于能源的利用已不仅停留在清洁、低成本上，更多的是立足于智能管理、优化操控等网络化程度更强的能源利用。因此，能源互联网这一新兴词汇便随着互联网技术中的大数据、云计算、人工智能将是新时代。有关质子交换膜

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